土壤侵蚀监测新方法的新技术

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基于遥感的土壤侵蚀监测

基于遥感的土壤侵蚀监测

基于遥感的土壤侵蚀监测土壤侵蚀是一个全球性的环境问题,它不仅导致土地生产力下降、生态系统破坏,还可能引发一系列的自然灾害,如泥石流、滑坡等。

因此,准确、及时地监测土壤侵蚀状况对于土地资源的合理利用、生态环境保护以及可持续发展具有重要意义。

遥感技术作为一种高效、大面积、多时相的观测手段,为土壤侵蚀监测提供了新的思路和方法。

一、遥感技术在土壤侵蚀监测中的优势遥感技术能够快速获取大面积的地表信息,相比传统的地面监测方法,大大提高了监测效率。

通过不同波段的电磁波反射和辐射特性,遥感可以获取土壤、植被、地形等与土壤侵蚀密切相关的要素信息。

多光谱遥感数据可以反映植被的生长状况和覆盖度,植被是防止土壤侵蚀的重要因素,其覆盖度的高低直接影响着土壤侵蚀的程度。

高分辨率遥感影像能够清晰地展现地形地貌特征,如坡度、坡长等,这些地形参数是评估土壤侵蚀风险的关键指标。

此外,遥感技术还具有重复观测的能力,可以对同一地区进行周期性监测,及时发现土壤侵蚀的动态变化,为制定相应的防治措施提供依据。

二、基于遥感的土壤侵蚀监测方法1、植被指数法植被在土壤侵蚀过程中起着重要的作用,通过遥感计算植被指数,如归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)等,可以定量评估植被的覆盖度和生长状况。

植被覆盖度低的区域往往更容易发生土壤侵蚀。

2、地形因子分析法利用数字高程模型(DEM)提取地形因子,如坡度、坡向、坡长等。

陡坡和长坡通常更容易产生土壤侵蚀,通过分析这些地形因子,可以评估土壤侵蚀的潜在风险。

3、土壤光谱特征法不同类型和侵蚀程度的土壤具有不同的光谱特征。

通过遥感光谱分析,可以识别土壤类型、质地以及土壤侵蚀导致的土壤理化性质变化。

4、多时相遥感监测法对同一地区不同时间的遥感影像进行对比分析,观察土地利用变化、植被覆盖变化以及地貌的动态演变,从而判断土壤侵蚀的发展趋势。

三、遥感数据的选择与处理在进行土壤侵蚀监测时,需要根据研究目的和区域特点选择合适的遥感数据。

土壤侵蚀监测新方法和新技术

土壤侵蚀监测新方法和新技术

T n a g 一,B oYu a a gQin a h i,HeXibn ,We b n h n n a u i n An a g ,Z a gXib o
( . e a oaoyo u ti n i n e t v le n n e ua o ,Is tt o Mo nan H zrsa d E v o me t 1 K yL b rt f r Mo na E v o m n ovme t d R g l in n tue f u ti aad n n i n n , n r E a t i r C ieeA a e f ce c s 6 0 4 , h n d ; . rd a nv r t o hn s c d myo ce c s 0 0 9 e ig C ia hn s c d myo in e , 1 0 1 C e g u 2 G a u t U i s y f ie eA a e f i e ,1 0 4 ,B in : hn ) S e e i C S n j
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了解水土保持工程中的水土保持创新成果

了解水土保持工程中的水土保持创新成果

了解水土保持工程中的水土保持创新成果水土保持工程是一种综合性的工程,旨在保护和改善土壤和水资源的利用和保护,以减少土壤侵蚀、水土流失和污染,维护生态平衡和可持续发展。

近年来,为了应对环境变化和人类活动对土壤和水资源的不良影响,水土保持工程领域涌现出了许多创新成果。

本文将介绍其中一些重要的创新成果。

一、生物技术在水土保持中的应用1. 植物材料的应用为了增强土壤的保水能力和抵抗水力冲刷,研究人员开发了一系列具有保水性能的植物材料。

例如,草坪草和湿地植物可以有效地抑制土壤侵蚀和水土流失。

同时,种植多年生木本植物可以增加土壤的稳定性,减少坡面的土壤侵蚀。

这些植物材料在水土保持中起着重要的作用。

2. 微生物修复技术的应用微生物在水土保持工程中的应用被广泛研究和探索。

一些微生物可以有效地改变土壤结构,增强土壤的抗冲蚀能力。

此外,一些特定的微生物可以生产黏合剂,将土壤粒子黏合在一起,形成稳定的土壤团聚体。

这些技术为水土保持提供了一种环保、经济的方法。

二、工程措施的创新应用1. 集水沟设计与改善传统的雨水排放方式往往会导致水土流失和土壤侵蚀。

为了减少这些不良影响,工程师们采用了新型的集水沟设计和改善措施。

例如,将集水沟与绿化景观相结合,增加植被覆盖,减缓径流速度,提高水土保持能力。

同时,通过修建渗水井和雨水花园,将雨水储存在地下,进一步减少了水土流失。

2. 农田水利工程创新农田水利工程是水土保持的重要组成部分。

为了提高农田的水土保持能力,工程师们研发了一系列新技术。

例如,在农田水利系统中加设降水均匀器,改善降雨分布;利用改进的灌溉方式,减少径流和水分稀释。

这些创新措施能够更有效地保护土壤和水资源。

三、技术创新与信息化应用1. 遥感技术在水土保持中的应用遥感技术可以提供土地利用、土壤质量和植被覆盖等方面的信息,为水土保持工作提供决策支持。

通过遥感技术,可以实时监测土地利用的变化,及时发现和纠正潜在的水土流失风险。

小流域土壤侵蚀遥感监测新技术研究

小流域土壤侵蚀遥感监测新技术研究

( 变量) 明等。 说 数据类型 : 用于记录数据类别, 观测数据、 实验分 析数据 、 统计 数据 、 字数据 、 文 图形 图像 数据 。
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2 122 数据 文件 。数据格 式要与字段 ( ... 数据 变量 ) . 的说 明一致 。有些 变量必 须通 过计算 才 能得 到的 , 要 2 2 制 作 DEM 小 流域监测 要求 采 用 的地 形 图 比例尺 应 不 小 于 在数据观测项 目说 明中给出计算公式 。数据文件的 1l 所插值形成的 D M栅格 图象像元精度可采 : 万, E 格式采用 电子表格式(1 。字符型缺失值以 N x) s A表 用 3 3 能较 为细致地 表示地 貌特征 。 m× m, 示, 数值型缺失值用满格 9 表示, 例如字段长度为 6 , 目前 , 本省 测绘部 门 尚不能 提 供 1 1万 的 D M。 : E 小数 点位数 为 2 则缺 省数据 以“9 .9 表示 。 , 9 99 ” 首先购买 1 1 : 万的地形图, 组织队伍作业。将标准地 2 123 存 储格 式 。文 档 文件 存 储扫描仪扫描 , 形成图象 本 文件格式 , 据 文 件存 储 格 式 :)s 式 , 数 .l格 【 图形 、 图 形图幅分成 4 文件后 再拼接 成标 准 幅 。然后 采 用 自动 跟踪 矢 量 化 象 数据存储 格式 :x,f m ,P 等 。 dft,b p jg i 对 编辑、 量化 , 矢 最后采用 2 124 数据 文档文 件 的分 类 和编码 。在 数据 管理 软件 , 等高线进行 跟踪、 ... A C IF R /N O系统 中 的 TN 模 块 , 立 格 网 间距 3 × I 建 m 中, 如果数据量很大 , 为了提高检索速度 , 常采用分类 3 的 D M。 m E 和编码方 案 编码 的一 般原 则是 : ①编码 的唯一 陛,

土壤修复新技术在农村环保中的应用案例

土壤修复新技术在农村环保中的应用案例

土壤修复新技术在农村环保中的应用案例在农村环保中,土壤修复新技术正发挥着越来越重要的作用。

随着农业活动的加剧和工业化进程,土壤受到了严重的污染和破坏,导致土地肥力下降、农产品质量下降,甚至危及人类健康。

为了解决这一难题,许多新技术被引入到土壤修复领域,取得了可喜的效果。

一个成功的应用案例是利用生物修复技术在农村地区进行土壤修复。

生物修复技术是一种利用微生物、植物或者其它生物体来修复受到污染的土壤的方法。

在中国某个农村地区的案例中,当地政府和专家们针对当地土壤重金属污染问题,采用了生物修复技术。

通过向土壤中引入特定微生物或植物(如细菌、真菌、吸收重金属的植物等),可以促进土壤中有害物质的分解和转化,从而达到修复土壤的目的。

除了生物修复技术外,还有一些物理、化学技术也在农村环境中得到成功应用。

比如,土壤蒸汽提取技术(SVE技术)和电动力学提取技术(ELE技术)等都可以有效地去除土壤中的有机污染物。

在某些农村地区,人们还尝试使用光化学氧化技术来分解土壤中的有机化合物,达到净化土壤的效果。

此外,在农村环境中,还可以利用植被覆盖技术来改善土壤质量。

这种方法通过种植具有吸附、保水和保护土壤功能的植被来减少土壤侵蚀、提高土壤肥力以及减少土壤中的污染物含量。

在某些乡村地区,当地政府推广了植被覆盖技术,在山区和水源地周围进行植被恢复和植被种植,有效改善了土壤和水质环境。

总之,土壤修复新技术在农村环保中的应用案例层出不穷。

这些新技术不仅有效地改善了农田土壤质量,提高了农产品产量和质量,也有效地防止了土壤污染对农产品和人类健康造成的影响。

我们期待未来能够有更多创新的技术应用到农村环保中,为美丽乡村建设和绿色农业发展贡献力量。

生产建设项目水土保持监测新技术应用

生产建设项目水土保持监测新技术应用

应用技术与设计生产建设项目水土保持监测新技术应用岳焕丽1蒲小东2郑培龙1孟祥军1董海涛1邓肯1(1.北京水保生态工程咨询有限公司,北京西城100053;2,贵州中交江玉高速公路发展有限公司,贵州铜仁554400)摘要:生产建设项目水土保持监测是准确掌握建设项目水土流失动态变化和水土保持措施实施效果的重要手段与基础工作。

监测方法是实现监测工作准确、科学的重要手段,笔者总结了选择监测方法的原则,介绍了几种目前用于生产建设项目的新 技术新方法,探讨了未来开展监测工作的发展方向。

关键词:水土保持监测新技术1监测方法的选择1.1选择监测方法的原则①目前开发建设项目水土保持监测方法种类较多,根 据工程类型、地形地貌等特点,合理选择适宜的监测方法,这是保证监测结果准确可靠的关键。

比如,小区观测法适用于扰动面、弃土弃渣等形成的水土流失坡面,不适应与纯弃石组成的堆积物的监测;控制站监测法适用于水土流失防治责任范围集中在一个或几个小流域范围内的 建设项目,不适用于 项目;适用于 物 较、水面积不、集中 的地方;侵蚀沟适用于暂不扰动的临时土质开面、临时堆土等坡面的土壤流失测。

②地制宜监测方法的选择 根据 项目类型,因地制宜,用。

一 中型开发建设项目,于扰动面积 ,,选择监测方法多 。

项目制,不适宜使用 监测方法。

比如 地产开发项目,于类项目于中,地面积较小,用地。

建筑物防治区,的堆,工 ,工 的土地整治与植,工 ,扰动 。

,在 个 工 ,合适 设水土保持监测设设,监测点的布设不。

,地制宜,多用用,项目 水口的 ,在暂时不扰动的临时土质 坡,用 工 监测 据的 。

③因时制宜于大多建设项目时在一上。

时 较,,在监测过程中要根据特的时间选择合适的监测方法。

1.2监测方法的种类建设项目水土保持监测包括地面观测与遥感监测。

监测方法包括地面观测、调查、遥感监测三类。

地面观测法包括 地量测监测、点地面观测法。

实地测法是监测技术人员深入项目现,用测距仪、GPS、全站仪、RTK等技术,开展监测指标的地测。

新版农田土壤环境质量监测技术规范.pdf

新版农田土壤环境质量监测技术规范.pdf
行;一般土壤质量调查在保证土壤样品代表性的前提
下,可根据实际情况自定。
4 .3. 2 布点原则与方法
4 .3.2.1 区域土壤背景点布点原则与方法
a) 区域土壤背景点布点是指在调查区域内或附近,相对未受污染,而母质、土壤类型及农作历史与周
查区域土壤相似的土壤样点。
4 .2.2 灌溉水污染型土壤监测单元
土壤中的污染物主要来源于农灌用水。
4 .2.3 固体废弃堆污染型土壤监测单元
土壤中的污染物主要来源于集中堆放的固体废弃物。
4 .2.4 农用固体废弃物污染型土壤监测单元
土壤中的污染物主要来源于农用固体废弃物。 4 .2.5 农用化学物质污染型土壤监测单元
土壤中的污染物主要来源于农药、化肥、生长素等农用化学物质。
农田土壤环境质量监测技术规范
范围
本标准规定了农田土壤环境监测的布点采样、分析方法、质控措施、数理统计、成果表达与资料整编
等技术内容。
本标准适用于农田土壤环境监测。 2 引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为
有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
量和财力条件,优先布设在那些污染严重、影响农业生产活动的地方。
4 .3.2.2. 1 大气污染型土壤监测点
3 定义
本标准采用下列定义。
3 .1 农田土壤
用于种植各种粮食作物、蔬菜、水果、纤维和糖料作物、油料作物及农区森林、花卉、药材、草料等
作物的农业用地土壤。 3 .2 区域土壤背景点
在调查区域内或附近, 相对未受污染, 而母质、土壤类型及农作历史与调查区域土壤相似的±壤样点。
3 ,3 农田土壤监测点

智能化农业新设备、新技术、新工艺、新材料的应用措施方案

智能化农业新设备、新技术、新工艺、新材料的应用措施方案

智能化农业新设备、新技术、新工艺、新材料的应用措施方案引言随着科技的发展,智能化农业已经成为农业发展的重要趋势。

智能化农业的核心在于运用新设备、新技术、新工艺和新材料,提高农业生产效率,降低人力成本,减少对环境的污染,保障农产品的质量和安全。

本文将针对智能化农业的应用措施方案进行探讨。

一、智能化农业新设备的应用措施1. 传感器技术的应用:采用传感器技术可以实时监测土壤温湿度、光照强度、氮磷钾含量等参数,为农业生产提供精准的决策依据,可根据监测结果精确施肥、浇水,提高农作物的生长质量和产量。

2. 机器视觉技术的应用:利用机器视觉技术可以实现对农作物的自动识别、分类和采摘,提高采摘效率,减少人工成本,同时可以对农作物的品质进行实时检测。

3. 机器人技术的应用:引入机器人技术可以实现自动化的播种、施肥、除草等农业操作,提高生产效率,降低人力成本,并且减少农药的使用量,对环境友好。

4. 无人机技术的应用:利用无人机可以实现对农田的快速巡检、遥感监测和图像采集,及时获取农田的信息,帮助农民有效管理农作物,解决疫病虫害等问题。

二、智能化农业新技术的应用措施1. 物联网技术的应用:通过物联网技术,将传感器设备、监测设备、控制设备等连接到互联网,实现农田环境、农业设备和农作物的智能化管理和控制。

农民可通过手机App或电脑远程监控农田的状况,并进行相应的操作控制。

2. 大数据和人工智能技术的应用:采集和分析大量的农田数据、气象数据、市场数据等,利用人工智能技术进行数据挖掘和模型预测,为农民提供精准的决策支持,包括种植管理、市场预测、销售推广等。

3. 区块链技术的应用:利用区块链技术建立起农产品的追溯体系,使消费者可以了解到农作物从种植到销售的全过程,保证农产品的质量和安全,并提高消费者的信任度。

4. 虚拟现实和增强现实技术的应用:通过虚拟现实和增强现实技术,可以为农民提供培训和教育,模拟农田环境和农业操作,帮助农民提升技能和决策能力。

新技术在我国水土保持中的应用

新技术在我国水土保持中的应用

新技术在我国水土保持中的应用作者:李晓强来源:《城市建设理论研究》2013年第13期【摘要】近年来,随着社会和经济的发展,毁林开荒的现象比较普遍,林地面积锐减。

此外,过度的放牧,使草场面积也日益减少。

由于植被大面积破坏,我国的洪涝、干旱、沙尘暴等自然灾害频繁发生,环境问题越来越引起人们的重视,水土流失是当今世界环境问题中极其重要的问题。

本文将围绕新技术在我国水土保持中的应用进行研究。

【关键字】新技术水土保持应用中图分类号:S157文献标识码: A 文章编号:一、水土流失危害水土流失在我国的危害已达到十分严重的程度。

它不仅造成土地资源的破坏,导致农业生产环境恶化,生态平衡失调,水灾旱灾频繁,而且影响各业生产的发展。

(1)破坏土地资源,破坏土壤肥力,蚕食耕田,威胁群众生存。

水土流失破坏地面完整,降低土壤肥力,造成土地硬石化、沙化,影响农业生产。

威胁城镇安全,加剧干旱等自然灾害的发生、发展,导致群众生活贫困、生产条件恶化。

阻碍经济、社会的可持续发展。

(2)引起气候变化,水土流失是在湿润或半湿润地区,是植被破坏严重导致的。

如果是在干旱地区的植被破坏,则会导致沙尘暴或者土地荒漠化,而不是水土流失。

严重的水土流失,破坏了当地水质资源,致使山区各小河流的河床升高。

干旱时,地表径流多断流,形成地下水,造成严重旱灾;多雨时,则洪水泛滥,形成洪涝灾害,对人类的生命财产造成危害。

(3)加剧沟壑发展,随着水土流失程度的加深,沟壑发展也日益加剧。

沟谷约占流域面积的10%,个别可达40%一50%。

这样,就使大面积坡耕地支离破碎,耕种不便,以至弃耕荒废。

(4)堆积水库、阻塞河道、抬高河床,由于上游流域水土流失,汇入河道的泥沙量增大,当挟带泥沙的河水流经中、下游河床、水库、河道,流速降低时。

泥沙就逐渐沉降淤积,使得水库湖泊淤浅而减小容量。

降低其综合利用功能;河床变浅影响航运,破坏交通安全;泥沙淤积河床,加剧洪涝灾害。

(5)水土流失与贫困恶性循环,同步发展。

土壤侵蚀动力学及防治方法

土壤侵蚀动力学及防治方法

土壤侵蚀动力学及防治方法土壤是地球表面最重要的自然资源之一,它在维持生态系统的平衡和支持农业生产方面起着关键作用。

然而,由于自然因素和人为活动的影响,土壤侵蚀已成为全球性的环境问题。

了解土壤侵蚀动力学并采取有效的防治方法对保护土壤资源、维持生态平衡至关重要。

土壤侵蚀动力学是指土壤松散物质在水、风等外力作用下从一个地方运动到另一个地方的过程。

土壤侵蚀动力学研究了土壤侵蚀的发生机制、过程和规律,对于制定科学有效的土壤侵蚀防治策略至关重要。

土壤侵蚀的主要动力包括水力、风力和重力。

水力侵蚀是最常见的土壤侵蚀形式,包括径流冲刷和雨滴冲击。

丰富的降雨和坡度陡峭是水力侵蚀的主要促进因素。

风力侵蚀主要发生在干旱地区,土壤颗粒通过风力的携带和碰撞而移动。

重力侵蚀主要发生在山体坡度陡峭、地震、山体滑坡等自然灾害情况下,土壤松散物被重力作用下滑移动。

土壤侵蚀不仅会直接损失土壤资源,还会导致水质污染、河流冲淤、洪灾、干旱等一系列环境问题。

因此,采取有效的防治措施对于减轻土壤侵蚀的影响至关重要。

一种常见的土壤侵蚀防治方法是植被保护。

植被能够起到很好的固土保水作用,减缓水流速度并减少土壤冲刷。

合理的植被覆盖可以防止土壤暴露在雨滴和风力冲蚀下,同时根系也能牢固地将土壤束缚在地表。

因此,合理的植被保护是预防水力和风力侵蚀的重要手段。

水土保持措施也是重要的土壤侵蚀防治方法之一。

建设有效的水土保持工程,例如梯田、沟沟坎坎等,能够在一定程度上抵御水力冲刷和重力侵蚀。

这些工程能够分散和减缓水流速度,降低土壤冲刷的力度。

同时,水土保持工程还可以收集雨水并提供潜水补给,维持地下水位稳定。

农业管理措施也可以有效减少土壤侵蚀。

合理安排农作物种植结构、优化耕作方法、合理施肥和管理农田排水等措施,能够减少土壤暴露在外力之下的机会,保持土壤的完整性。

此外,合理的农田排水系统能够减少水涝和积水,防止土壤表面的水流冲刷和侵蚀。

除了以上几种方法,还有一些修复和防治土壤侵蚀的新技术和方法不断涌现。

农田土壤风蚀防治技术研究进展

农田土壤风蚀防治技术研究进展

第47卷 第2期2021年6月内 蒙 古 林 业 科 技JournalofInnerMongoliaForestryScience&TechnologyVol.47No.2Jun.2021 收稿日期:2021-03-08 修回日期:2021-03-24 资助项目:国家重点研发计划项目“不同气候区新材料研发、筛选与施配技术及效果研究”(2018YFC0507101) 作者简介:杨宇(1995—),女,吉林白城人,硕士研究生,从事荒漠化防治研究。

E-mail:Y18504364607@163.com 通讯作者:高永(1962—),男,内蒙古包头人,博士,教授,从事荒漠化防治研究。

E-mail:13948815709@163.com农田土壤风蚀防治技术研究进展杨宇1,高永1,袁立敏2,张帆3,石国青4,陈家欢1(1.内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特010011;2.内蒙古自治区林业科学研究院,内蒙古呼和浩特010010;3.内蒙古自治区林业和草原局综合保障中心,内蒙古呼和浩特010010;4.内蒙古自治区林业监测规划院,内蒙古呼和浩特010020)摘 要:通过文献计量学的方法对我国农田土壤风蚀防治技术的研究进展、研究热点进行了检索与分析,将农田土壤风蚀防治技术分为保护性耕作措施、机械措施、生物措施、化学措施4种类型。

目前,我国农田风蚀防治技术研究还处于发展阶段,主要开展以生物措施(农田防护林)为基础、保护性耕作措施(秸秆还田)为主、机械措施为辅、化学措施为新的发展趋势等相关研究。

为遵循国家关于保护性耕作行动计划的新要求,应侧重加强环境友好型、低成本、高效性的土壤风蚀防治技术研究。

关键词:CiteSpace;土壤风蚀;风蚀防治;保护性耕作中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:1007-4066(2021)02-53-05ResearchProgressonSoilWindErosionControlTechnologyinFarmlandYANGYu1,GAOYong1,YUANLi-min2,ZHANGFan3,SHIGuo-qing4,CHENJia-huan1(1.CollegeofDesertControlScienceandEngineering,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010011,China;2.InnerMongoliaAcademyofForestry,Hohhot010010,China;3.ComprehensiveSupportCentreofInnerMongoliaForestryandGrasslandAdministration,Hohhot010010,China;4.InnerMongoliaForestryMonitoringandPlanningInstitute,Hohhot010020,China)Abstract:ThroughsearchingandanalyzingtheresearchprogressandresearchhotspotaboutsoilwinderosioncontroltechnologyinfarmlandinChinabyuseofbibliometrics,thetechnologyisdividedintofourtypes:tillagemeasure,mechanicalmeasure,biologicalmeasureandchemicalmeasure.Atpresent,theresearchonwinderosionpreventionandcontroltechnologyoffarmlandinChinaisstillatadevelopingstage,therelevantresearcheshavebeencarriedoutwithtakingbiologicalmeasure(farmlandshelterbelt)asthebase,dominatedbytillagemeasure(strawreturning),supplementedbymechanicalmeasureandchemicalmeasureasnewdevelopingtrend.InordertofollowthenewrequirementsofNationalActionPlanonConservationTillage,moreattentionsshouldbepaidtotheresearchonenvironment-friendly,low-costandhigh-efficiencysoilwinderosioncontroltechnology.Keywords:CiteSpace;soilwinderosion;winderosioncontrol;conservationtillage 土壤风蚀主要是指在风力作用下土壤表层发生剥蚀、分选、搬运,造成风蚀地块土壤细颗粒物流失,并导致土壤沙化、肥力下降、结构性差等土地退化现象[1]。

矿产开发的环境监控设备有哪些新技术

矿产开发的环境监控设备有哪些新技术

矿产开发的环境监控设备有哪些新技术在当今社会,矿产资源的开发对于经济的发展至关重要,但与此同时,其对环境造成的影响也不容忽视。

为了实现矿产开发与环境保护的平衡,环境监控设备的不断创新和发展显得尤为关键。

那么,当前矿产开发的环境监控设备都有哪些新技术呢?一、多参数水质监测仪多参数水质监测仪是用于监测矿山水体质量的重要设备。

它能够同时测量多个水质参数,如酸碱度(pH 值)、溶解氧(DO)、电导率、浊度、化学需氧量(COD)、重金属含量等。

传统的水质监测方法往往只能测量单一参数,效率低下且不够全面。

而新技术下的多参数水质监测仪采用了先进的传感器技术和数据处理算法,能够实时、准确地获取水质信息。

这些传感器具有高灵敏度和稳定性,能够在复杂的矿山水环境中可靠工作。

例如,某些特殊设计的传感器可以抵抗水中的杂质和干扰物质,确保测量结果的准确性。

同时,数据处理算法能够对传感器采集到的数据进行快速分析和处理,及时发现水质的异常变化,并通过无线网络将数据传输到监控中心,方便相关人员及时采取措施。

二、高精度气体检测仪在矿产开发过程中,会产生各种有害气体,如瓦斯、一氧化碳、二氧化硫等。

高精度气体检测仪能够对这些气体进行快速、准确的检测。

新型的气体检测仪采用了先进的气体传感器,如红外传感器、电化学传感器等。

红外传感器对于一些大分子气体,如二氧化碳、甲烷等具有很好的检测效果,而且具有较长的使用寿命和较低的维护成本。

电化学传感器则对一氧化碳、二氧化硫等小分子气体具有高灵敏度和快速响应的特点。

此外,这些检测仪还具备智能数据处理功能。

它们能够自动对检测数据进行分析和判断,当气体浓度超过安全阈值时,会立即发出声光报警信号,提醒现场工作人员采取相应的防护措施。

同时,检测仪还可以将检测数据实时传输到远程监控平台,实现对矿山气体环境的远程监控和管理。

三、无人机遥感监测系统无人机遥感监测系统是一种新兴的环境监控技术。

它通过搭载高清摄像头、多光谱相机、激光雷达等设备,对矿山区域进行全方位、高精度的监测。

激光扫描技术在坡耕地土壤侵蚀监测中的应用

激光扫描技术在坡耕地土壤侵蚀监测中的应用
黑土 区坡耕 地土 壤侵 蚀 状 况 进 行 系统 观测 , 析 比 分
第 一 作 者 简 介 : 鹏 (9 8 ) 男 , 士 研 究 生 。主 要 研 究 方 向 : 理 信 息 系统 开 发 与 应 用 。E m i 113 17 q .o 岳 18 一 , 硕 地 — a :0 8 59 @ q cr l n 十 任 作者 简 介 : 明 昌 (9 9 ) 男 , 士 , 授 。主 要 研 究 方 向 : 理 信 息 系统 开 发 与应 用 。E m i si c bf.d .r 责 史 16 一 , 博 教 地 — a :hm @ j e uc l u l
岳 鹏 史 明 昌”, 哲 , 珊 , 杜 王
( . 京 林 业 大 学 林 学 院 ,00 3 北 京 ; . 北 农 业 大 学 国 土 资 源 学 院 ,7 0 1 河 北 保 定 ) 1北 10 8 , 2河 0 10 ,
摘要
为 了 研 究 激 光 扫描 技术 应用 于 土壤 侵 蚀 监 测 的可 靠 性 , 用 3 激 光 地 貌 分 析 仪 对 黑 龙 江 省 水 土 保 持 科 技 利 D
Yu e g e P n , S i g h n ,Du Zh ,W a g S n hiM n c a g e n ha
( .C l g f oe t , e igF rs yU i r t,1 0 8 ,B in ; .C l g f a dReo re 1 ol eo rs y B i n oet nv s y 0 0 3 e ig 2 ol eo n su c e F r j r ei j e L H ie A r ut a U ies y 0 1 0 ,B o ig He e : hn ) eb i gi l rl nv ri , 7 0 1 a dn , b i C ia c u t

遥感影像在土壤质量监测中的应用

遥感影像在土壤质量监测中的应用

遥感影像在土壤质量监测中的应用土壤是地球表面生态系统的重要组成部分,其质量直接关系到农业生产、生态环境和人类的可持续发展。

随着科技的不断进步,遥感技术凭借其高效、大面积、实时等优势,在土壤质量监测中发挥着越来越重要的作用。

遥感影像能够获取大面积的地表信息,包括土壤的光谱特征、纹理特征和空间分布等。

通过对这些信息的分析和处理,可以推断出土壤的物理、化学和生物性质,为土壤质量的评估和管理提供有力的支持。

在土壤物理性质监测方面,遥感影像可以用于评估土壤质地和结构。

例如,高分辨率的遥感影像能够清晰地显示土壤表面的粗糙度和颗粒大小分布,从而间接反映土壤质地的粗细。

此外,通过多光谱或高光谱影像,可以获取土壤水分含量的信息。

水分会影响土壤的反射光谱,根据这一特性,科学家们能够建立相关模型来估算土壤的含水量,这对于农业灌溉管理和水资源的合理利用具有重要意义。

对于土壤化学性质的监测,遥感影像也表现出了巨大的潜力。

例如,通过分析特定波段的光谱数据,可以推测土壤中的有机质含量。

有机质在可见光和近红外波段具有独特的吸收和反射特征,利用这些特征建立的定量模型能够较为准确地估算有机质的含量。

同样,土壤中的氮、磷、钾等营养元素的含量也可以通过遥感影像进行一定程度的监测。

虽然其精度可能不如实验室分析,但在大尺度的土壤肥力评估和分区管理中具有不可替代的作用。

遥感影像在监测土壤污染方面也具有独特的优势。

工业活动、农业化学品的过度使用以及废弃物的排放等都可能导致土壤污染。

一些污染物在遥感影像上会表现出特殊的光谱特征,通过与正常土壤的对比,可以发现污染区域的存在和范围。

此外,结合地理信息系统(GIS)技术,可以对污染区域进行精确的定位和分析,为污染治理提供科学依据。

除了直接监测土壤的性质和污染状况,遥感影像还可以用于评估土壤侵蚀和土地利用变化对土壤质量的影响。

土壤侵蚀会导致土壤表层的流失,改变土壤的结构和肥力。

通过多时相的遥感影像,可以监测土地表面的变化,计算土壤侵蚀的速率和程度。

遥感技术在水土保持监测中的应用

遥感技术在水土保持监测中的应用

遥感技术在水土保持监测中的应用摘要:水土流失是十分严重的环境问题,会对自然生态环境造成严重破坏。

水土保持是生态文明建设的重点内容,而水土流失成因比较复杂,并且不同区域水土流失的差异较大,因此,要求加强水土流失监测,为水土保持治理提供可靠依据。

在水土流失监测中,卫星遥感技术的应用优势明显,能够对水土流失实际情况进行详细监测,而通过将遥感影像技术与无人机技术进行有效结合,可弥补遥感影像技术的不足,提升水土流失监测的高效性。

因此,亟需对无人机遥感技术在水土流失监测中的应用要点进行深入研究。

鉴于此,文章首先对无人机遥感技术进行来分析,然后对其在水土保持监测中的具体应用进行了研究,以供参考。

关键词:遥感技术;水土保持;应用研究1无人机遥感技术概述无人机遥感技术可将计算机技术、无人机飞行技术以及GPS技术进行有效结合,在无人机遥感技术的实际应用中,能够对各类监测设备进行有效管理,执行多种监测任务,可适应复杂的勘察背景,可迅速收集勘察区域地形地貌实际情况以及生态环境信息。

另外,对于遥感数据,可进行建模处理,充分展现出无人机遥感技术的自动化以及智能化。

无人机遥感技术所需设备类型包括控制台、飞行器、遥感监测平台等,其中飞行器是由航空器平台、导航装置、电气设备、动力设备等组成的,是无人机遥感系统中最为关键的设备。

在无人机遥感技术的实际应用中,通过控制台可对飞行器飞行过程进行控制管理,收集勘察区域水土数据信息,然后将其传递至遥感监测平台中进行数据处理分析,最终即可得出完善的水土信息。

在水土流失监测中,无人机遥感技术的实用性强、精度高、安全性高,并且拍摄角度广。

另外,无人机机身小,在作业过程中适应性较强,能够适应复杂的地址地形条件,对于气候环境的要求比较低,在冬季、夏季均可进行监测,可根据实际需要对控制平台进行调控,调整飞行器的飞行状态,对监测区域进行全面监测。

2遥感技术在水土保持监测中的应用2.1监测水土流失水土流失是动态变化的过程,工作人员可以根据实际情况采取科学的监测方法,发挥遥感技术作用监测水土流失。

地理信息系统_GIS_在土壤侵蚀研究中的应用_郝丽虹

地理信息系统_GIS_在土壤侵蚀研究中的应用_郝丽虹

地理信息系统(GIS )在土壤侵蚀研究中的应用郝丽虹,张冬明,吴鹏飞,漆智平* (中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南儋州571737)摘要 地理信息系统(GIS )具有强大的空间数据处理功能,可与遥感(R S )技术相结合应用于土壤侵蚀研究中。

在概述GIS 建立与应用的基础上,对其在国内外土壤侵蚀研究中的应用进行了简要回顾,并对GIS -RS 一体化技术在土壤侵蚀研究中进行了展望。

关键词 地理信息系统;遥感;土壤侵蚀中图分类号 S127 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)33-10779-03基金项目 科技部科技性工作和社会公益研究专项(2004DIB3J073)。

作者简介 郝丽虹(1983-),女,山西太原人,硕士研究生,研究方向:地理信息系统在土壤侵蚀方面的应用。

*通讯作者,博士生导师,研究员,E -mail :comrc @ 。

收稿日期 2007-06-22 土壤侵蚀是世界上的主要灾害之一,也是全球面临的一个重大环境问题[1-2],它严重破坏了土地资源,降低了土地的肥力及可耕性。

我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一,研究土壤侵蚀的机理,有效对其进行监控和治理已经成为全球关注的焦点。

随着计算机技术的不断进步,地理信息系统(GI S )应运而生,并迅速应用于土壤侵蚀研究,成为土壤侵蚀定量研究的有效工具。

1 G IS 的建立与应用1.1 G IS 的建立 GI S 起源于北美,加拿大地理信息系统专家T o mlinso n 为解决加拿大国家土地调查局在短期内处理大量的土地资料的问题,1960年第1次提出了应用计算机分析和处理土地资源数据的设想,1962年利用计算机进行森林分类和统计上取得了成功,开发了世界上第1个数据分析系统。

1968年在联邦科学与工业研究组织的一次学术会议上,他第1次使用“地理信息系统”(Ge ogra phical Information Sys -te m )这一科学术语并给出定义,地理信息系统由此诞生[3]。

土壤侵蚀监测新方法的新技术

土壤侵蚀监测新方法的新技术

土壤侵蚀监测新方法的新技术(一)中国土壤状况土壤是地球的皮肤, 在自然力和人类活动的作用下土壤或其他地面组成物质被剥蚀、分离、搬运、沉积, 形成土壤侵蚀。

土壤侵蚀不仅造成诸如土壤养分流失、土地退化等原生问题, 还带来诸如洪水泛滥、河道淤积、水体面源污染等次生环境问题, 是当今世界普遍关注的环境问题。

中国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,全国的土壤侵蚀面积高达492万km2,占国土面积的51.2%.在漫长的时间里,由于遭到人类不当经济活动的干扰破坏,致使土壤侵蚀加剧.随着人口增长、资源缺乏、能源危机、粮食不足等问题的出现, 人们为了满足人类社会发展之需, 对土地资源的破坏越来越严重,破坏了生态环境的平衡,制约着经济的快速发展和社会的安定团结,土壤侵蚀问题显得更为严峻.(二)土壤监测的意义土壤侵蚀监测对土壤侵蚀发生、发展、危害及水土流失防治效益进行调查、观测和分析, 为认识水土流失现状、研究土壤侵蚀规律、制订水土流失防治规划、设计水土保持措施、评价水土保持效益和行政监督执法提供指导。

(三)土壤监测的方法及特点自开始土壤侵蚀研究以来, 土壤侵蚀监测技术不断发展。

1882 年德国土壤学家建立了微型径流观测小区, 开拓了土壤侵蚀定量监测的历史。

径流观测小区的出现和迅速发展, 积累了大量的观测数据, 为土壤侵蚀预报模型的提出奠定了基础。

常规土壤侵蚀监测方法主要包括调查法、径流小区法、侵蚀针法、水文法、模型估算法和遥感解译法等。

常规方法野外工作量大、效率低、周期长, 不能适应现代土壤侵蚀监测高时效性、自动化、系统化的发展趋势。

随着现代认识和技术水平的发展, 土壤侵蚀监测技术出现多学科的交叉结合, 监测精度也由定性到半定量、定量和精确定量的提升。

先进的多元数据遥感监测、航拍技术、多孔径雷达技术、光电探测技术等开始融入土壤侵蚀监测领域。

这里主要介绍现代地形测量、核素示踪、沉积泥沙反演和现代原位监测等现代土壤侵蚀监测方法和技术 ,现代土壤侵蚀监测技术提升了土壤侵蚀监测为科学研究和实践服务的能力 基于土壤侵蚀地形演变的现代地形测量提供各种时空尺度高精度的监测数据 核素示踪成本较低、 操作简单 , 能提供多年土壤侵蚀平均值 ; 沉积泥沙反演根据 侵蚀泥沙的沉积特性反推流域土壤侵蚀 , 成为回溯流域土壤侵蚀历史的有用手 段 ; 现代原位监测是基于传感器和无线数据传输等现代技术的土壤侵蚀监测新 理念, 是满足土壤侵蚀监测快速化、自动化和系统化发展的重要方向。

3s技术在农业中的应用及发展

3s技术在农业中的应用及发展

3s技术在农业中的应用及发展3S技术在农业中的应用论文班级:姓名:学号:指导老师:摘要:农业是在信息技术发展的基础上,以地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)和计算机自动控制技术为核心技术引发的一场新农业技术革命,将对我国农业技术的发展产生重大影响。

因此,应在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则的基础上,结合我国具体情况,研究发展适合我国国情的精准农业技术体系。

3S系统将信息获取、信息处理、信息应用集结于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。

3S系统是三者相互补充相得益彰构成的一个功能完整强大的空间数据采集处理分析系统, 3S集成技术已成为农业、生物信息管理的先进技术手段。

关键字:3S技术, 精准农业, 遥感, 信息处理正文:一、3S技术的概念:3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)的统称。

是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合, 多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、水分反应非常敏感, 所以利用热红外波段遥感监测对象和作业监测土壤和植被水分十分有效。

研究表明, 不同热惯量条件下, 遥感波谱间的差异性表现最明显, 所以通过建立热惯量与土壤水分间的数学模型, 就能够监测土壤水分含量和分布状况。

1.2.3土壤养分分布调查。

在播种之前, 可用一种适用于在农田中运行的采样车辆按一定的要求在农田中采集土壤样品。

车辆上配置有 GPS接收机和计算机, 计算机中配置地理信息系统软件。

采集样品时, GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来, 将其输入计算机, 计算机依据地理信息系统将采样点标定, 绘出一幅土壤样品点位分布图。

1.2.4农作物病虫害监测。

应用遥感手段能够探测病虫害对作物生长的影响, 跟踪其发生演变状况, 分析估算灾情损失, 同时还能监测虫源的分布和活动习性。

遥感影像在土壤侵蚀研究中的应用

遥感影像在土壤侵蚀研究中的应用

遥感影像在土壤侵蚀研究中的应用土壤侵蚀是当今世界面临的重要环境问题之一,它不仅导致土地资源的退化和损失,还可能引发一系列生态失衡和自然灾害。

为了有效地监测、评估和防治土壤侵蚀,科研工作者们不断探索和应用各种先进的技术手段,其中遥感影像技术因其独特的优势,在土壤侵蚀研究中发挥着日益重要的作用。

遥感影像能够提供大面积、同步、多时相的地表信息,这对于研究土壤侵蚀的空间分布、动态变化以及影响因素具有重要意义。

通过不同类型的遥感传感器,我们可以获取包括可见光、红外、微波等波段的影像数据,这些数据包含了丰富的地表特征和物理参数。

首先,遥感影像在土壤侵蚀类型的判别上表现出色。

例如,在水力侵蚀方面,通过对植被覆盖度、土地利用类型、地形坡度等信息的提取和分析,可以判断出容易发生坡面径流和沟道侵蚀的区域。

对于风力侵蚀,遥感影像能够反映出地表粗糙度、植被状况以及沙尘活动的范围,从而帮助我们识别风蚀的高发区。

在重力侵蚀的研究中,高分辨率的遥感影像可以清晰地显示出崩塌、滑坡和泥石流等灾害的迹象和规模。

其次,遥感影像有助于对土壤侵蚀强度的评估。

通过定量分析遥感影像中的植被指数、土壤亮度指数、地形因子等参数,可以建立起土壤侵蚀强度的评估模型。

例如,归一化植被指数(NDVI)能够反映植被的生长状况和覆盖程度,而植被在减少土壤侵蚀方面起着关键作用。

较低的 NDVI 值往往暗示着较高的土壤侵蚀风险。

此外,地形坡度和坡长也是影响土壤侵蚀强度的重要因素,利用数字高程模型(DEM)从遥感影像中提取这些地形信息,可以为侵蚀强度的评估提供有力支持。

再者,遥感影像能够实现对土壤侵蚀过程的动态监测。

多时相的遥感影像序列可以直观地展现出土地表面的变化情况。

比如,通过对比不同时期的影像,可以观察到沟壑的发育、河道的变迁以及植被覆盖的增减,从而揭示土壤侵蚀的发展趋势和速率。

这种动态监测对于及时采取防治措施、评估治理效果具有重要的指导意义。

另外,遥感影像在研究土壤侵蚀的影响因素方面也发挥了不可替代的作用。

湖南省第二次土壤侵蚀调查结果

湖南省第二次土壤侵蚀调查结果

湖南省第二次土壤侵蚀调查结果一、引言土壤侵蚀是指土壤受到水力、风力、重力等自然作用力,以及人类活动的影响,导致土壤流失和破坏的现象。

湖南省作为我国的一个农业大省,其土壤资源的保护和利用对全省乃至全国的农业发展和生态平衡都具有重要的意义。

为了更好地了解湖南省的土壤侵蚀状况,湖南省政府于2018年启动了第二次土壤侵蚀调查工作。

本文将详细介绍此次调查的结果及对湖南省未来土壤保护工作的建议。

二、调查结果经过全面的调查和分析,湖南省第二次土壤侵蚀调查结果显示,全省范围内的土壤侵蚀问题仍然严峻。

其中,水力侵蚀是最主要的侵蚀类型,占所有侵蚀类型的80%以上。

风力侵蚀和重力侵蚀分别占15%和5%左右。

在空间分布上,湘西地区和湘南丘陵地带的土壤侵蚀问题较为严重。

调查还发现,湖南省的土壤侵蚀程度呈现出明显的区域差异。

在部分地区,土壤侵蚀的强度和广度已经对当地的生态环境和农业生产造成了严重的影响。

三、建议与对策面对如此严峻的土壤侵蚀问题,湖南省应采取以下措施:1、加强水土保持工作:通过植被覆盖、工程措施等手段,增强土壤的抗侵蚀能力。

在湘西和湘南地区,应加大水土保持力度,防止水土流失的进一步恶化。

2、推广生态农业:鼓励农民采用生态农业模式,减少化肥和农药的使用,降低人类活动对土壤的破坏。

3、增强公众意识:通过教育和宣传活动,提高公众对土壤保护的意识,使更多的人参与到土壤保护工作中来。

4、开展科学研究:加大对土壤侵蚀和保护的研究力度,为制定更加科学、有效的土壤保护政策提供技术支持。

5、政策引导:政府应出台相关政策,鼓励和支持企业在生产过程中采取环保措施,减少对土壤的破坏。

6、建立和完善监测体系:通过建立和完善土壤侵蚀监测体系,实现对全省土壤侵蚀状况的实时监控,以便及时采取防治措施。

7、促进多方合作:鼓励政府、企业、科研机构和公众等多方合作,共同参与土壤保护工作。

通过各方共同努力,实现湖南省土壤资源的可持续利用。

8、借鉴国内外经验:学习国内外先进的土壤保护经验和技术,结合湖南省的实际情况加以应用,推动湖南省的土壤保护工作不断向前发展。

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土壤侵蚀监测新方法的新技术(一)中国土壤状况土壤是地球的皮肤, 在自然力和人类活动的作用下土壤或其他地面组成物质被剥蚀、分离、搬运、沉积, 形成土壤侵蚀。

土壤侵蚀不仅造成诸如土壤养分流失、土地退化等原生问题, 还带来诸如洪水泛滥、河道淤积、水体面源污染等次生环境问题, 是当今世界普遍关注的环境问题。

中国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,全国的土壤侵蚀面积高达492万km2,占国土面积的51.2%.在漫长的时间里,由于遭到人类不当经济活动的干扰破坏,致使土壤侵蚀加剧.随着人口增长、资源缺乏、能源危机、粮食不足等问题的出现,人们为了满足人类社会发展之需,对土地资源的破坏越来越严重,破坏了生态环境的平衡,制约着经济的快速发展和社会的安定团结,土壤侵蚀问题显得更为严峻.(二)土壤监测的意义土壤侵蚀监测对土壤侵蚀发生、发展、危害及水土流失防治效益进行调查、观测和分析, 为认识水土流失现状、研究土壤侵蚀规律、制订水土流失防治规划、设计水土保持措施、评价水土保持效益和行政监督执法提供指导。

(三)土壤监测的方法及特点自开始土壤侵蚀研究以来, 土壤侵蚀监测技术不断发展。

1882 年德国土壤学家建立了微型径流观测小区, 开拓了土壤侵蚀定量监测的历史。

径流观测小区的出现和迅速发展, 积累了大量的观测数据, 为土壤侵蚀预报模型的提出奠定了基础。

常规土壤侵蚀监测方法主要包括调查法、径流小区法、侵蚀针法、水文法、模型估算法和遥感解译法等。

常规方法野外工作量大、效率低、周期长, 不能适应现代土壤侵蚀监测高时效性、自动化、系统化的发展趋势。

随着现代认识和技术水平的发展, 土壤侵蚀监测技术出现多学科的交叉结合, 监测精度也由定性到半定量、定量和精确定量的提升。

先进的多元数据遥感监测、航拍技术、多孔径雷达技术、光电探测技术等开始融入土壤侵蚀监测领域。

这里主要介绍现代地形测量、核素示踪、沉积泥沙反演和现代原位监测等现代土壤侵蚀监测方法和技术,现代土壤侵蚀监测技术提升了土壤侵蚀监测为科学研究和实践服务的能力: 基于土壤侵蚀地形演变的现代地形测量提供各种时空尺度高精度的监测数据; 核素示踪成本较低、操作简单, 能提供多年土壤侵蚀平均值; 沉积泥沙反演根据侵蚀泥沙的沉积特性反推流域土壤侵蚀, 成为回溯流域土壤侵蚀历史的有用手段; 现代原位监测是基于传感器和无线数据传输等现代技术的土壤侵蚀监测新理念,是满足土壤侵蚀监测快速化、自动化和系统化发展的重要方向。

通过介绍土壤侵蚀监测领域出现的新方法和新技术, 以期促进其推广和应用。

3.1 现代地形测量土壤侵蚀和沉积在地形上表现出细微变化, 现代地形测量技术监测土壤侵蚀和沉积的前提是能够甄别出这种微地形变化, 即满足精度要求。

传统土壤侵蚀调查借助地形图在野外目视判读勾绘侵蚀图斑, 只能实现定性或半定量的评价。

数字化测量技术的发展解决了传统方法费时费力, 精度低的缺点。

数字高程模型( DEM ) 的出现极大方便了现代地形景观演化研究。

利用DEM 进行土壤侵蚀监测主要分2类: 1)直接利用数字高程模型计算土壤侵蚀量或沉积量; 2)利用DEM 提取地貌特征值(坡度、坡长、坡向等) , 结合相关模型和水沙统计资料分析土壤侵蚀或沉积。

3.1.1 三维激光扫描三维激光扫描仪在不接触被测目标, 不对流域坡面产生人为干扰的情况下获取目标若干点数据, 进行高精度的三维逆向模拟, 重建目标的全景三维数据或模型。

基本原理是由激光脉冲二极管周期性发射出激光脉冲经旋转棱镜射向目标, 电子扫描探测器接受并记录反射回来的激光脉冲, 产生接受信号, 光学编码器记录整个过程的时间差和激光脉冲角度, 微电脑根据距离和角度计算采集点三维信息。

目标范围内连续扫描便形成“点云”数据, 经后处理软件对“点云”处理, 转换成绝对坐标系中的模型并以多种格式输出。

土壤侵蚀监测对2个时相的目标扫描数据进行配准和叠加处理, 分析计算土壤侵蚀和沉积量。

侵蚀体积与侵蚀投影面积的关系: 坡度越小, 侵蚀面积越大, 沟蚀体积越小。

3.1.2差分GPS全球定位系统( GPS)的实时动态测量技术采用实时处理2个测站载波相位观测量的差分方法, 实时三维定位, 精度可达到厘米级。

基本原理是: 2台GPS接收机分别作为基准站和流动站并同时保持对5颗以上卫星的跟踪。

基准站接收机将所有可见卫星观测值通过无线电实时发送给流动站接收机。

流动站根据相对定位原理处理本机和来自基准站接收机的卫星观测数据, 计算用户站的三维坐标。

利用GPS获取目标多时相DEM 并将其配准到同一坐标系, 对比获取目标的土壤侵蚀量或沉积量。

高精度GPS在切沟侵蚀监测中全天候不受任何天气的影响,全球覆盖(高达98%),三维定点定速定时高精度,快速、省时、高效率,应用广泛、多功能,可移动定位。

3.1.3 摄影测量摄影测量技术发展到当代, 经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量3个发展阶段。

特别是数字摄影测量的出现, 融合了摄影测量和数字影像的基本原理, 应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等技术, 将摄取对象以数字方式表达。

GPS辅助动态精密定位, 实现空中自动三角测量, 提高摄影测量的效率和精度, 即利用安装在飞行器上和设在地面多个基准站的GPS 获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标, 将其视为附加摄影测量观测值引入摄影测量区域网平差中, 以空中控制代替地面控制来进行区域网平差。

所摄影像是客观物体或目标的真实反映,信息丰富、形象直观,适用于大范围地形测绘,成图快、效率高;产品形式多样,3.1.4 差分雷达干涉测量合成孔径雷达( SAR)以飞机或者卫星为搭载平台, 通过接受能动微波传感器发射微波被地面反射的信息来判断地表的起伏和特征。

SAR 同时还记录反射电磁波的相位信息。

合成孔径雷达干涉测量技术( InSAR )是将SAR 单视复数( SLC )影像中的相位信息提取出来, 进行相位干涉处理得到目标点三维信息。

由于InSAR是相干成像系统, 对每一地面像点都同时记录雷达波的振幅和相位信息。

差分雷达干涉测量利用重复轨道观测获取干涉相位,通过差分处理去除 2 次观测的共有量, 得到形变相位, 反算地形变化量。

差分雷达干涉测量具有一定的穿透能力, 能克服不良天气的影响, 对地形变化监测精度可以达到厘米级或者更高, 具有连续空间覆盖特征。

3.1.5 低空无人飞行器遥感系统低空无人飞行器遥感是随计算机、GPS 和飞行控制技术发展而兴起的一种遥感测量系统, 集飞行器控制技术、遥感传感技术、通讯技术、GPS 差分定位技术于一体, 以无人飞行器为飞行平台, 高分辨率数字遥感设备为机载传感器, 获取低空高分辨率遥感数据。

性能稳定、质量轻的无人驾驶飞行平台是该系统的基本硬件设施。

遥感传感器和控制系统用于获取遥感影像, 是系统的重要组成部分。

飞行控制系统用于飞行器控制和携带设备管理, 是系统的中枢神经。

无线电遥测遥控系统则用于向地面发送飞行数据和遥感设备的状态参数, 遥控系统则是地面人员向飞行器及设备发出任务命令的传输系统。

无人飞行器低空遥感系统具有机动、快速、经济等优势, 解决了传统航空摄影技术对机场和天气条件的依赖性、成本高、周期长等问题, 在土壤侵蚀监测中具有广泛的应用前景。

3.1.6 光电侵蚀针系统光电侵蚀针是在一个透明的聚丙烯管中依次排列的一组光电池感应可见光, 入射子激光发出的光生载流子在外加偏压下进入外电路后, 将光信号转变为电信号, 形成可测光电流, 根据探针传感器产生的电压与探针暴露长度正比例关系推算侵蚀深度。

光电侵蚀针可自动监测土壤侵蚀和沉积过程, 连续记录地貌变化。

3.2 核素示踪随着核素分析技术的发展和利用, 核素示踪成为土壤侵蚀监测的一种新方法。

核素示踪在不改变原地貌、不需要固定的野外观测设施的条件下对土壤侵蚀进行定量表达, 具有成本小, 劳动强度低, 分析和量化精度高等特点。

其基本原理是: 测定研究区土壤核素含量和空间分布, 比较其核素含量与环境核素的输入量, 即本底值的差异来表征该区的侵蚀或沉积。

当测量点的核素含量超过了本底值, 表明该点存在沉积过程; 当测量点的核素含量低于本底值, 表明该点发生侵蚀过程。

建立土壤侵蚀、泥沙沉积与核素含量之间的定量关系, 利用定量模型将测量点的核素含量转换为土壤侵蚀或沉积量。

核素示踪的关键是核素本底值的确定, 可以通过长期核素沉降监测数据计算得到, 也可在研究区内或附近选取本底值样点测得。

本底值样点一般选取为既没有发生侵蚀也没有发生沉积的部位。

目前, 应用放射性核素示踪土壤侵蚀成为研究热点。

常用的137 C s、210 Pbex和7 Be都是大气散落核素, 即分散于大气中的核尘埃随干湿沉降到达地表后快速、强烈地吸附在土壤颗粒上, 形成土壤中的放射性核素。

吸附于土壤颗粒上的核素随土壤颗粒运用发生迁移, 土壤中核素的运动和再分布能够反映出土壤颗粒侵蚀和再分布的情况。

3.3 沉积泥沙反演湖泊或塘库沉积泥沙是流域侵蚀土壤的汇, 记录流域近期环境变化。

泥沙反演法利用保存在湖泊或塘库泥沙沉积序列中的各种信息来重构流域土壤侵蚀和沉积过程。

沉积泥沙反演主要通过2种途径实现: 1)利用积沙量计算湖泊或塘库淤沙模数、河流含沙量、泥沙输移率、土壤侵蚀速率; 2)利用保存在泥沙中的各种物理、化学、生物和放射性性质示踪泥沙来源.沉积泥沙测量通过确定流域侵蚀面积、沉积面积和沉积时间, 用塘库泥沙沉积量来推算淤沙模数。

在不考虑泥沙输移比或者泥沙输移比已知的前提下, 计算流域土壤侵蚀模数。

3.4 现代原位监测随着现代数据采集、无线传输和数据自动分析技术的发展, 现代原位观测成为土壤侵蚀监测发展的新方向。

不同于径流小区、侵蚀针等传统原位监测技术, 以土壤侵蚀自动监测系统为代表的现代原位监测满足了监测数据时效性和完整性的要求, 适应系统化、自动化需求, 基于光电探测、无线数据传输和远程控制等技术, 集气象、水文、土壤、泥沙、水质数据采集、传输、分析、管理、评价和输出为一体的立体监测平台。

四结语土壤侵蚀监测技术众多, 不同的方法有其适用的时空尺度和前提。

实践证明, 三维激光扫描、差分GPS、核素示踪、沉积泥沙反演、自动测量系统等一批新方法和新技术适应土壤侵蚀监测的理论发展和实际需要, 具有巨大的潜力, 是今后土壤侵蚀监测研究的方向。

在选择土壤侵蚀监测方法时, 必须根据研究区具体特征(尺度, 气候、水文、地形、植被、土地利用等)和任务要求(时间、成本、精度)等综合考虑, 选取适当的方法。

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