遥感技术在小流域信息化监管中的应用与探索
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小流域综合治理项目经过科学地规划、高标准地实施， 在完成建设任务的同时也实现了初步的治理目标，流域内 自然资源配置得到进一步优化，当地群众生产生活所需得 到改善。但小流域内部环境始终处在发展变化中，各项水保 措施受自然灾害、人为破坏影响，不可避免会出现一定的损 毁现象，为了确保小流域各项措施保存完整，且持续发挥水 土流失治理和生态环境修复的长效作用，需要对小流域实 施效果进行监测评估。小流域实施效果的评估，水保措施保 存情况和水土流失消长情况是两个重要的综合评价指标。 相关技术路线见图 2。
应用和深入研究，将产生大量数据辅助小流域信息化监管
数据管理系统的应用。通过统一的标准、规范对小流域数据
资料进行采集和加工，形成高质量的小流域基础数据，建立
数字化、标准化管理模式。利用 GIS 系统具备的空间查询和
分析功能，统计分析小流域水保措施建设完成情况、水土流
失治理情况、林草覆盖变化情况等，为小流域工程管理和效
* 基金项目院宁夏自然科学基金项目渊编号院2019AAC03258冤 作者简介：杨阳（1987-），男，本科，工程师，研究方向：遥感技术应用与研究。
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技术创新
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
2021 年 19 期
确地获取竣工措施图斑的数量和分布，为竣工结算提供统 计数据依据。进一步对比措施规划设计，分析各类型水保措 施实际执行情况，为竣工验收审核提供技术支撑。遥感技术 的应用不仅为小流域竣工验收提供了更为方便、快捷的方 式，同时切实解决了新增或变更工程量的核算缺乏准确依 据的问题。 1.4 评估实施效果
项目竣工后，项目审批部门对小流域综合治理项目进 行竣工验收。竣工验收是对项目完成情况定性定量的综合 评价，需全面核定小流域内各项措施完成工程量、质量、工 程执行情况等，其中工程量的核定最为关键。山区小流域项 目措施位置较为分散，且地形复杂，验收工作耗时费力。
项目竣工初期，及时收集实时遥感影像资料，快速、准
图 2 实施效果评估技术路线
目前，高分系列卫星遥感影像高空间分辨率、时间分辨 率的优势能够很好满足我们的监测需求。通过高分遥感影 像调查流域内各项水保措施的保存情况，及时发现损毁区 域，调查分析损毁原因，必要时采取一定的措施进行修复并 加强管护手段。此外，应用高分遥感影像全面摸清小流域内 土地利用现状、植被覆盖度、坡度分布等信息，通过叠加分 析估算小流域土壤侵蚀强度变化情况，掌握水土流失消长 变化情况，科学评价小流域综合治理实施效果。图 3、图 4 为 宁夏中南部某小流域综合治理项目治理前后土壤侵蚀强度 分级变化图，图 3 为治理前项目区土壤侵蚀强度分级图，图 4 为治理后项目区土壤侵蚀强度分级图。 2 遥感技术辅助小流域信息化监管工作应用探索 2.1 提升小流域规划设计能力
Keywords: remote sensing application; small watershed management; information supervision
小流域综合治理以小流域水土流失治理为中心，统筹 山水林田湖草系统治理，兼备水土保持功能、高效生态经济 功能，是一项科学、系统的生态环境综合治理工程。近年来， 宁夏中南部地区小流域综合治理在该区域水土流失治理、 生态环境修复等方面发挥了积极作用，生态、经济与社会效 益显著。为了进一步切实、高效地开展小流域综合治理，使 小流域综合治理工程发挥长效作用，信息化的监管工作势 在必行。
益评价提供科学依据，提升小流域监管工作的信息化、智能
化水平。
3 结束语
图 4 项目区土壤侵蚀强度分级图（治理后）
改变。 遥感技术在小流域规划设计前期现场勘查调研过程的
应用，能够有效提高水保措施图斑的设计精度。通过应用高 分遥感影像，全面调查小流域地形地貌分布、土地利用类型 分布、水土流失及治理现状分布等，建立健全规划设计现场 勘查空间数据库。依据水土保持相关法律法规和技术要求， 综合分析规划设计现场勘查空间数据库数据资料，有针对 性地进行勘查设计，提高规划设计水土保持措施图斑的精 度，保障后期小流域综合治理项目实施过程中各项措施按 照设计和施工要求实施，避免规划设计精度不高造成过多 的措施变更，保证实际施工和设计方案保持同步。 2.2 深化综合治理效果动态研究
摘 要：遥感技术在水土保持领域的应用，提高了小流域信息化监管能力，辅助了小流域规划设计复核、施工建设督导、竣
工项目验收，以及实施效果评估工作，解决了小流域监管过程中管理任务重、难度大，管理数据不准确的问题。通过遥感技术在
小流域建设过程中的应用，总结了一些经验，同时也提出了优化改进和深层次应用的探索，助推水土保持管理工作进一步提高
段的精细化管理。 1 遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用
根据小流域建设不同阶段的建设任务和监管需求，通 过应用遥感技术有针对性地开展监管工作，建立健全小流 域信息化监管技术体系（见图 1），保证小流域综合治理项目 的顺利开展。 1.1 复核规划设计
小流域规划设计多采用传统地形图作为参考底图，但 由于传统地形图绘制年代较早，现势性较差，造成了规划水 保措施图斑精度不高的问题。小流域治理实施过程中，会出 现规划水保措施图斑无法满足施工条件或完成数量不满足 设计要求而需要变更的状况，影响了小流域综合治理工程 的顺利开展。
图 1 小流域信息化监管技术体系
时、准确地发现小流域各项水土保持措施规划设计的不适 宜性和不合理性问题，辅助规划设计阶段的专家评审工作， 及时纠正存在的问题，有针对性地对小流域规划设计提出 科学合理的改进意见。 1.2 督导施工建设
基于一套科学合理的规划设计和建设方案，小流域综 合治理项目才能确保各项建设内容按规划落实，并取得最 佳的实施效果。然而，小流域工程建设是一个长期的过程， 受自然条件、气候、人为干预等因素影响，会产生进度和质 量问题。项目管理部门对在建项目的管理，主要是对项目的 进度管理，督促施工单位严格执行工程进度计划并及时发 现、纠正项目建设过程中的质量问题、与规划设计的脱节问 题等。
感影像是对小流域治理现状的宏观展示；应用遥感影像获
取的水保措施图斑信息是对小流域实施情况的具体量化；
基于地学分析生产的各类遥感专题产品是对小流域生态环
境和治理效果的客观反映。丰富的数据资料给小流域信息
图 3 项目区土壤侵蚀强度分级图（治理前）
化监管数据管理系统的建设提供了数据基础。 未来，随着遥感技术在小流域综合治理工作中的全面
2021 年 19 期
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
技术创新
遥感技术在小流域信息化监管中的应用与探索 *
杨 阳 1，2，张 娜 1，2，魏采用 1，2
（1.宁夏回族自治区遥感测绘勘查院（宁夏回族自治区遥感中心），宁夏 银川 750021； 2.高分辨率对地观测系统宁夏数据与应用中心，宁夏 银川 750021）
小流域综合治理是一个动态发展的过程，流域内生态 环境经过综合治理在向良性改善的同时，受自然环境、气 候灾害、人为破坏等因素影响，也会暴露出局部恶性发展 的问题。宁夏南部山区生态系统脆弱，水土流失严重，小流
信息化是衡量一个国家现代化的重要标志，大数据、互 联网、计算机技术的发展推动着信息化的进程，目前国家各 行各业都在加快信息化建设步伐，水土保持部门也在积极 探索信息化建设道路。-136-2021 年 19 期
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
技术创新
他部门提出改造治理和灾害预防的建议，并提供相关数据
支撑。
2.3 助力信息化监管数据管理系统建设
遥感技术在小流域建设管理工作中的全程应用，形成
了大量有价值的数据资料。在小流域治理不同阶段，实时遥
信息化监管能力和水平。
关键词：遥感应用；小流域治理；信息化监管
中图分类号院S127
文献标志码院A
文章编号院2095-2945渊2021冤19-0135-03
Abstract: The application of remote sensing technology in the field of soil and water conservation has improved the ability of small watershed information supervision, assisted the small watershed planning and design review, construction supervision, completion project acceptance, and implementation effect evaluation, and solved the problems of heavy management task, great difficulty, and inaccurate management data in the process of small watershed supervision. Through the application of remote sensing technology in the process of small watershed construction, this paper summarizes some experience, and also puts forward the exploration of optimization and deep application, so as to promote the management of soil and water conservation and further improve the ability and level of information supervision.
小流域综合治理是一项系统而复杂的工程，规划设 计、施工建设、竣工验收、管护使用，每一个阶段都要严格 按照水土保持管理和技术要求执行，才能确保工程建设落 到实处、发挥实效。传统通过繁杂图件、报表、文件进行管 理的工作方式，很难准确掌握小流域水土保持措施的执行 度和治理动态，也难以了解水土流失的发展趋势，工作效 率不高，科学性和经济性不能满足日益发展的水土保持实 践的需要[1]。小流域信息化监管工作通过结合遥感、地理信 息、计算机等信息技术，赋予小流域各项水土保持措施空 间分布、属性特征信息，结合土地利用、坡度、植被覆盖度、 土壤侵蚀强度等各类遥感专题信息，为管理者提供科学的 决策和管理依据，有效实现对小流域综合治理工程各个阶
遥感技术的辅助，为项目管理者提供了客观、准确的依 据。核查阶段，实时获取项目区高分遥感影像或无人机航摄 影像，叠加各项水保措施规划布局图斑，通过影像特征纹理 判读措施是否按照规划设计执行，统计实际完成数量，并进 一步结合现场调查结果，全面掌握项目工程进度和建设情 况。这一过程实现了对在建项目的精细化管理，在减少现场 核查工作量的同时提高了核查精度。 1.3 辅助竣工验收
遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用，为水土 保持信息化建设提供了助力。通过收集小流域治理不同阶 段遥感影像，采集获取水保措施分布图斑，统计分析各项措 施完成数量变化情况，实时监管小流域治理项目工程建设 全过程，以数据和图斑信息来管理小流域治理项目，管理方 法更科学，管理内容更直观、准确。基于遥感影像产生小流 域土壤侵蚀强度变化、土地利用分布以及植被覆盖等专题 矢量数据，综合评估小流域实施效果，加强研究深度和广 度，为管理者提供多维度的管理决策依据。
应用高分遥感影像辅助小流域规划设计的审核，一定 程度上会改善这种状况。通过高分遥感影像资料，获取小流 域地表的现状要素图件，包括地形、地貌和土地利用类型 等，将之与规划设计水土保持措施布局图进行空间叠加，分 析措施类型适宜性、措施范围和边界合理性，是否违反了水 土保持相关法律法规和技术规范的要求等[2]。高分遥感影像 在小流域综合治理工程规划设计复核阶段的应用，可以及
小流域综合治理工程规划设计需综合考虑流域地貌特 征、水土流失情况，结合土地利用规划调查结果和流域实际 情况，因地制宜、统筹布局各项水土保持治理措施，是小流 域信息化监管的基础。其规划设计精度直接影响小流域综 合治理项目实施过程中的实际执行情况，以及后期实施效 果的评估结果，为进一步提高小流域规划设计精度和科学 性、全局性，以传统地形图为主要参考依据的设计方法亟需
应用和深入研究，将产生大量数据辅助小流域信息化监管
数据管理系统的应用。通过统一的标准、规范对小流域数据
资料进行采集和加工，形成高质量的小流域基础数据，建立
数字化、标准化管理模式。利用 GIS 系统具备的空间查询和
分析功能，统计分析小流域水保措施建设完成情况、水土流
失治理情况、林草覆盖变化情况等，为小流域工程管理和效
* 基金项目院宁夏自然科学基金项目渊编号院2019AAC03258冤 作者简介：杨阳（1987-），男，本科，工程师，研究方向：遥感技术应用与研究。
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技术创新
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
2021 年 19 期
确地获取竣工措施图斑的数量和分布，为竣工结算提供统 计数据依据。进一步对比措施规划设计，分析各类型水保措 施实际执行情况，为竣工验收审核提供技术支撑。遥感技术 的应用不仅为小流域竣工验收提供了更为方便、快捷的方 式，同时切实解决了新增或变更工程量的核算缺乏准确依 据的问题。 1.4 评估实施效果
项目竣工后，项目审批部门对小流域综合治理项目进 行竣工验收。竣工验收是对项目完成情况定性定量的综合 评价，需全面核定小流域内各项措施完成工程量、质量、工 程执行情况等，其中工程量的核定最为关键。山区小流域项 目措施位置较为分散，且地形复杂，验收工作耗时费力。
项目竣工初期，及时收集实时遥感影像资料，快速、准
图 2 实施效果评估技术路线
目前，高分系列卫星遥感影像高空间分辨率、时间分辨 率的优势能够很好满足我们的监测需求。通过高分遥感影 像调查流域内各项水保措施的保存情况，及时发现损毁区 域，调查分析损毁原因，必要时采取一定的措施进行修复并 加强管护手段。此外，应用高分遥感影像全面摸清小流域内 土地利用现状、植被覆盖度、坡度分布等信息，通过叠加分 析估算小流域土壤侵蚀强度变化情况，掌握水土流失消长 变化情况，科学评价小流域综合治理实施效果。图 3、图 4 为 宁夏中南部某小流域综合治理项目治理前后土壤侵蚀强度 分级变化图，图 3 为治理前项目区土壤侵蚀强度分级图，图 4 为治理后项目区土壤侵蚀强度分级图。 2 遥感技术辅助小流域信息化监管工作应用探索 2.1 提升小流域规划设计能力
Keywords: remote sensing application; small watershed management; information supervision
小流域综合治理以小流域水土流失治理为中心，统筹 山水林田湖草系统治理，兼备水土保持功能、高效生态经济 功能，是一项科学、系统的生态环境综合治理工程。近年来， 宁夏中南部地区小流域综合治理在该区域水土流失治理、 生态环境修复等方面发挥了积极作用，生态、经济与社会效 益显著。为了进一步切实、高效地开展小流域综合治理，使 小流域综合治理工程发挥长效作用，信息化的监管工作势 在必行。
益评价提供科学依据，提升小流域监管工作的信息化、智能
化水平。
3 结束语
图 4 项目区土壤侵蚀强度分级图（治理后）
改变。 遥感技术在小流域规划设计前期现场勘查调研过程的
应用，能够有效提高水保措施图斑的设计精度。通过应用高 分遥感影像，全面调查小流域地形地貌分布、土地利用类型 分布、水土流失及治理现状分布等，建立健全规划设计现场 勘查空间数据库。依据水土保持相关法律法规和技术要求， 综合分析规划设计现场勘查空间数据库数据资料，有针对 性地进行勘查设计，提高规划设计水土保持措施图斑的精 度，保障后期小流域综合治理项目实施过程中各项措施按 照设计和施工要求实施，避免规划设计精度不高造成过多 的措施变更，保证实际施工和设计方案保持同步。 2.2 深化综合治理效果动态研究
摘 要：遥感技术在水土保持领域的应用，提高了小流域信息化监管能力，辅助了小流域规划设计复核、施工建设督导、竣
工项目验收，以及实施效果评估工作，解决了小流域监管过程中管理任务重、难度大，管理数据不准确的问题。通过遥感技术在
小流域建设过程中的应用，总结了一些经验，同时也提出了优化改进和深层次应用的探索，助推水土保持管理工作进一步提高
段的精细化管理。 1 遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用
根据小流域建设不同阶段的建设任务和监管需求，通 过应用遥感技术有针对性地开展监管工作，建立健全小流 域信息化监管技术体系（见图 1），保证小流域综合治理项目 的顺利开展。 1.1 复核规划设计
小流域规划设计多采用传统地形图作为参考底图，但 由于传统地形图绘制年代较早，现势性较差，造成了规划水 保措施图斑精度不高的问题。小流域治理实施过程中，会出 现规划水保措施图斑无法满足施工条件或完成数量不满足 设计要求而需要变更的状况，影响了小流域综合治理工程 的顺利开展。
图 1 小流域信息化监管技术体系
时、准确地发现小流域各项水土保持措施规划设计的不适 宜性和不合理性问题，辅助规划设计阶段的专家评审工作， 及时纠正存在的问题，有针对性地对小流域规划设计提出 科学合理的改进意见。 1.2 督导施工建设
基于一套科学合理的规划设计和建设方案，小流域综 合治理项目才能确保各项建设内容按规划落实，并取得最 佳的实施效果。然而，小流域工程建设是一个长期的过程， 受自然条件、气候、人为干预等因素影响，会产生进度和质 量问题。项目管理部门对在建项目的管理，主要是对项目的 进度管理，督促施工单位严格执行工程进度计划并及时发 现、纠正项目建设过程中的质量问题、与规划设计的脱节问 题等。
感影像是对小流域治理现状的宏观展示；应用遥感影像获
取的水保措施图斑信息是对小流域实施情况的具体量化；
基于地学分析生产的各类遥感专题产品是对小流域生态环
境和治理效果的客观反映。丰富的数据资料给小流域信息
图 3 项目区土壤侵蚀强度分级图（治理前）
化监管数据管理系统的建设提供了数据基础。 未来，随着遥感技术在小流域综合治理工作中的全面
2021 年 19 期
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
技术创新
遥感技术在小流域信息化监管中的应用与探索 *
杨 阳 1，2，张 娜 1，2，魏采用 1，2
（1.宁夏回族自治区遥感测绘勘查院（宁夏回族自治区遥感中心），宁夏 银川 750021； 2.高分辨率对地观测系统宁夏数据与应用中心，宁夏 银川 750021）
小流域综合治理是一个动态发展的过程，流域内生态 环境经过综合治理在向良性改善的同时，受自然环境、气 候灾害、人为破坏等因素影响，也会暴露出局部恶性发展 的问题。宁夏南部山区生态系统脆弱，水土流失严重，小流
信息化是衡量一个国家现代化的重要标志，大数据、互 联网、计算机技术的发展推动着信息化的进程，目前国家各 行各业都在加快信息化建设步伐，水土保持部门也在积极 探索信息化建设道路。-136-2021 年 19 期
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
技术创新
他部门提出改造治理和灾害预防的建议，并提供相关数据
支撑。
2.3 助力信息化监管数据管理系统建设
遥感技术在小流域建设管理工作中的全程应用，形成
了大量有价值的数据资料。在小流域治理不同阶段，实时遥
信息化监管能力和水平。
关键词：遥感应用；小流域治理；信息化监管
中图分类号院S127
文献标志码院A
文章编号院2095-2945渊2021冤19-0135-03
Abstract: The application of remote sensing technology in the field of soil and water conservation has improved the ability of small watershed information supervision, assisted the small watershed planning and design review, construction supervision, completion project acceptance, and implementation effect evaluation, and solved the problems of heavy management task, great difficulty, and inaccurate management data in the process of small watershed supervision. Through the application of remote sensing technology in the process of small watershed construction, this paper summarizes some experience, and also puts forward the exploration of optimization and deep application, so as to promote the management of soil and water conservation and further improve the ability and level of information supervision.
小流域综合治理是一项系统而复杂的工程，规划设 计、施工建设、竣工验收、管护使用，每一个阶段都要严格 按照水土保持管理和技术要求执行，才能确保工程建设落 到实处、发挥实效。传统通过繁杂图件、报表、文件进行管 理的工作方式，很难准确掌握小流域水土保持措施的执行 度和治理动态，也难以了解水土流失的发展趋势，工作效 率不高，科学性和经济性不能满足日益发展的水土保持实 践的需要[1]。小流域信息化监管工作通过结合遥感、地理信 息、计算机等信息技术，赋予小流域各项水土保持措施空 间分布、属性特征信息，结合土地利用、坡度、植被覆盖度、 土壤侵蚀强度等各类遥感专题信息，为管理者提供科学的 决策和管理依据，有效实现对小流域综合治理工程各个阶
遥感技术的辅助，为项目管理者提供了客观、准确的依 据。核查阶段，实时获取项目区高分遥感影像或无人机航摄 影像，叠加各项水保措施规划布局图斑，通过影像特征纹理 判读措施是否按照规划设计执行，统计实际完成数量，并进 一步结合现场调查结果，全面掌握项目工程进度和建设情 况。这一过程实现了对在建项目的精细化管理，在减少现场 核查工作量的同时提高了核查精度。 1.3 辅助竣工验收
遥感技术在小流域信息化监管工作中的应用，为水土 保持信息化建设提供了助力。通过收集小流域治理不同阶 段遥感影像，采集获取水保措施分布图斑，统计分析各项措 施完成数量变化情况，实时监管小流域治理项目工程建设 全过程，以数据和图斑信息来管理小流域治理项目，管理方 法更科学，管理内容更直观、准确。基于遥感影像产生小流 域土壤侵蚀强度变化、土地利用分布以及植被覆盖等专题 矢量数据，综合评估小流域实施效果，加强研究深度和广 度，为管理者提供多维度的管理决策依据。
应用高分遥感影像辅助小流域规划设计的审核，一定 程度上会改善这种状况。通过高分遥感影像资料，获取小流 域地表的现状要素图件，包括地形、地貌和土地利用类型 等，将之与规划设计水土保持措施布局图进行空间叠加，分 析措施类型适宜性、措施范围和边界合理性，是否违反了水 土保持相关法律法规和技术规范的要求等[2]。高分遥感影像 在小流域综合治理工程规划设计复核阶段的应用，可以及
小流域综合治理工程规划设计需综合考虑流域地貌特 征、水土流失情况，结合土地利用规划调查结果和流域实际 情况，因地制宜、统筹布局各项水土保持治理措施，是小流 域信息化监管的基础。其规划设计精度直接影响小流域综 合治理项目实施过程中的实际执行情况，以及后期实施效 果的评估结果，为进一步提高小流域规划设计精度和科学 性、全局性，以传统地形图为主要参考依据的设计方法亟需