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刍议3S技术在草原资源与生态监测中的应用

作者:未知

  摘要:
  随着社会发展的加快,人们对于生态环境的监测工作也越来越重视。由于传统的监测手段难以从根本上实现对预期目标的监测。因此,必须将先进的监测技术应用到生态环境的监测中。目前,3s技术已经被应用到各个领域中,如:农业生态系统,畜牧业生态系统、城市生态系统、草原生态系统等。本文就是对3s在监测草原生态环境方面的应用情况,进行分析探讨。
  关键词:
  3s技术;生态环境;草原资源
  中图分类号:S812
  文献标识码:A
  DOI:1019754/jnyyjs20190330001
  1对于3s技术在草原资源与生态监测中的概述
  随着人口压力与环境压力的增大,人们的环保观念也在日益增强,其中对完善生态环境的监测工作,已经成为了人们构建和谐社会的重要组成部分。环境保护涉及的方面是多样的,但其最终目标是为了保护生态系统,避免遭受重大破坏[1]。GPS(全球定位系统),GIS(地理信息系统),RS(遥感系统),这3项技术统称为3s技术,随着科技的发展,3s技术的应用也是在日渐成熟,现在,该技术已经被广泛运用到草原资源生态环境的监测当中。
  2对3s技术进行概述
  21GPS(全球定位系统)
  该技术是卫星导航与通讯进行相结合的一种技术,具有快速、高效、准确、覆盖面广等特点,能够对距离和时间进行测量。由于该系统具备较强的抗干扰能力。因此,在恶劣的天气状况下,仍然能够对空间进行准确的定位。其中就包括车辆的调度、道路的建设以及监控系统等,都具有应用。
  22GIS(地理信息系统)
  该系统运用计算机技术将地球表面的空间进行分布,然后采集地理数据,并收集、储存、计算、分析、描述,GIS能够处理多种地理空间数据,如:对空间定位、图像遥感、属性数据等,并将这些数据运用到城市建设中。与其它的监测技术相比,具有经济性强、速度快的特点。该系统对环境的评估也是具有重要作用的,同时对灾害的预测,城市的规划,水利水电的发展都有着重要的参考价值,能对决策提高准确性。
  23RS(遥感系统)
  该系统可以根据不同的物体,将电磁波的特性根据不同的原理,来实现对地表物体信息的探测和提取。最终可以对远距离的物体进行识别,其优点就是信息更新速度快,可观看的范围大。把RS作为GIS的数据源,可以使信息进行实时更新,该技术不受探测的距离和领域的限制,所以在军用与民用两大方面,都有巨大贡献,军用比如导弹的预警,天气的预测,太阳的观测等。对于民用,比如说农作物产量的研究,农作物的防治问题等。
  33s技术在生态环境监测中的应用
  31森林生态环境
  该技术已经在湿地、森林资源、森林病虫害、森林火灾等方面有着广泛的应用。利用地理信息系统,结合专業的要素、地理要素、全球定位系统以及遥感技术,通过完善这些数据,从而形成强大的森林数据库。将预测的模型数据,国家的方针政策进行结合,筛选出最优的监测和规划方案。将地理信息系统与遥感系统相结合,得到宏观的角度,并监测出森林病虫害的生长环境,从而对病虫害的分布情况和生长环境进行实时的监控以及风险评估,从而预测病虫害的发展趋势。另外要将智能化与专家系统相结合,能够建立森林病虫害治理方案模型[2]。在森林火灾的防控方面,3s技术能够对火灾情况,实时动态进行监测,并对灾害的受损情况进行评估。
  32农业生态环境
  3s技术能够监测土壤次盐碱化,土地沙漠化,土壤侵蚀情况,同时也能够对土地的持续利用、土地的适宜性与生产能力进行评价,进而对土地环境监测。除了定位的监测以外,还能够根据不同时间、同一影像进行实时对比,从而对土壤的水分情况,耕地的表面湿度和土地环境变化进行判断,农作物的长势与环境,也可以用遥感成像技术,通过红外线进行勘探。用3s技术为基础,对耕地退化进行定量模型,从而进一步对耕地退化以及土地利用情况进行定量分析,并采取有效的措施,对推动进行合理的规划和利用,制定出相应的调控措施。
  33城市环境
  3s技术能够实现城市环境监测,主要是对城市的规划以及城市的污染等方面进行监测,其内容较广,将3s技术应用到城市水污染的监测中,用遥感成像可以获得城市水的温度、深度、分布以及泥沙情况。通过这些数据可以得知城市水体污染的程度是否与人为活动的影响有关。因为城市环境每天都发生着变化,具有一定的动态性。因此,在实时监测的时候,应该注重监测的手段需要具备动态性的特点。这样才能实时进行更新数据,并对收集的数据进行科学分析。并能为城市的环境污染提供综合治理的方案。利用3s技术对大气污染状况,实时监测,其原理主要是将遥感系统与地理信息系统进行综合使用,并结合航空多光谱摄影手段,对大气的主要污染物进行监测,并对其分布的区域进行准确定位。
  34草原生态系统环境
  由于草原生态系统的层次性丰富并包含多个主体,因此为了满足数据的需要,必须要建立大型的数据库,并根据我国实际生态环境状况,将生态环境监测分为地表定位监测和宏观遥感监测。草原生态环境数据库是由地面的定位监测与宏观遥感数据库构成的。
  4草原资源的主要研究内容及实现方法
  41草原资源类型
  以地面调查的草原群落为单位,建立草原资源的类别,引用地面样本进行定位,可以确定不同类型对应的影像特征,用分类的方法对草原资源类型进行描绘,制作数据图,就可以获得不同草原类型分布的范围和面积[3]。
  42草原生产力
  确定地面样本的测量,在对地上生物的容量和影像植被之间的指数关系,建立数学模型,并生成地上生物量数字分布图。再根据草原的类型及其利用率为参数,进行计算各种类型的生产力。
  43草原植被退化
  根据地面的植物群落特征和土壤基层变化,在影像上对地面调查的样本划分退化等级,在影像的主要地方划定出不同的草原退化类型等级,从而科学地取得草原退化分布区域图。
  44草原沙化
  根据制定的沙化长度标准,利用影像特征,并根据地面样本,在影响的地区划分出不同草原类型的沙化等级,并计算各等级的面积,生成沙化数据图。
  45草原盐渍化
  通过遥感影像进行判断读写,结合地面盐渍化大草原类型资料,在草原资源类型图上,划定渍外区域,获取盐渍化的程度和面积。
  46草原建设工程
  根据3s技术影像与地面实地调查相结合,对草原的禁牧、围封、飞播等生态工程等面积,进行生产力、分布状况的确定。
  5总结
  为了更好地实现可持续发展,我国必须要重视对生态环境的保护,尤其是对草原生态环境的保护。随着3s技术的不断发展,对草原资源的监测效果更加明显,有利于解决草原的污染、破坏、退化、沙化等问题,并提出相应的解决措施,增强治理的针对性和有效性。同时,也要结合专家系统进行监测,能够使环境监测更具智能化和人性化,从而有效改善草原环境污染问题,缓解草原资源短缺的现象,并能为环境保护和社会经济的发展提供有价值的参考,促进草原资源的可持续性发展。
  参考文献
  [1] 俞慧云. “3S”技术在草原类型、植被盖度及生产力普查中的应用研究[D].甘肃农业大学,2016.
  [2] 哈布日喜勒. 基于3S技术的正蓝旗草原资源研究[D].内蒙古农业大学,2011.
  [3] 董永平,吴新宏,李新一,等.3S技术在草原资源与生态状况研究中的应用——以内蒙古自治区镶黄旗为例[J].草地学报,2004(04):327-331.
  作者简介:
  叶子(1988- ),女,土族,青海省西宁市人,硕士研究生,工程师,研究方向:农业管理。
论文来源:《农业与技术》 2019年6期
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