1水土保持动态监测的背景

1.1法律背景

《中华人民共和国水土保持法》第四章第二十九条规定：国务院水行政主管部门建立水土保持监测网络，对全国水土流失动态进行监测预报，并予以公告。

《中华人民共和国水土保持法实施条例》第二十三条规定：《水土保护法》第二十九条所称水土保持监测网络，是指全国水土保持监测中心，大江大河流域水土保持中心站，省、自治区、直辖市水土保持监测站以及省、自治区、直辖市重点防治区水土保持监测分站。水土保持监测网络的具体管理办法，由国务院水行政主管部门制定。第二十三条规定： 国务院水行政主管部门和省、自治区、直辖市人民政府水行政主管部门应当定期分别公告水土保持监测情况。公告应当包括下列事项：(一)水土流失的面积、分布状况和流失程度；(二)水土流失造成的危害及其发展趋势；(三)水土流失防治情况及其效益。

《中华人民共和国水利部令》第12号发布的《水土保持生态环境监测网络管理办法》，明确规定水土保持生态环境监测工作的任务是通过建立全国水土保持生态环境监测站网，对全国水土流失和水土保持状况实施监测，为国家制定水土保持生态环境政策和宏观决策提供科学依据，为实现国民经济和社会的可持续发展服务。全国水土保持生态环境监测站网由以下四级监测机构组成：一级为水利部水土保持生态环境监测中心，二级为大江大河（长江、黄河、海河、珠江、松花江及辽河、太湖等）流域水土保持生态环境监测中心站，三级为省级水土保持生态环境监测总站，四级为省级重点防治区监测分站。大江大河流域水土保持生态环境监测中心站参与国家水土保持生态环境监测、管理和协调工作，负责组织和开展跨省际区域、对生态环境有较大影响的开发建设项目的监测工作。水土保持生态环境监测数据实行年报制度，上报时间为次年元月底前。国家水土保持公告每五年发布一次，重点省、重点区域、重大开发建设项目的监测成果根据实际需要发布。

1.2政策背景

国家领导人认识到：水土流失成为我国头号环境问题，水土保持是山区发展的生命线，是国土整治、江河治理的根本，是国民经济和社会发展的基础，是我们必须长期坚持的一项基本国策；要把水土保持工作纳入国民经济和社会发展的总体规划，各级水行政主管部门要切实负责水土保持综合治理、监督、监测和科研教育工作，在水土保持经费中安排20%的资金用于预防、监督和保护；必须切实加强生态环境保护和建设，是实施西部大开发的根本和切入点；治理水土流失是生态建设的重要措施，要坚持不懈地抓紧抓好。国家领导人多次考察黄河流域，已经把黄土高原作为生态环境建设的重点地区；江总书记提出了“大抓植树造林，绿化荒漠，建立生态农业”，“再造一个山川秀美的西北地区”的批示，黄河流域水土保持发展机遇良好。国家对水土保持投资力度不断加大，投资渠道不断拓宽。

1.3技术背景

“3S”技术是目前对目标进行观测，获取空间和地面信息，并对所获信息进行存储、处理、管理和应用的三大技术支持体系，随着遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）的迅速发展，“3S”一体化技术已经广泛应用于与地学相关的各个领域。RS技术可以连续不断地提供四维（三维坐标和时间）特征的数据图像及环境信息，为区域性、大范围的连续、精确、动态环境调查和监测提供了可靠的信息源保证；GPS技术可以快速、准确、实时地确定空间位置的三维坐标，极大地缩短信息源的更新周期；GIS技术的开发和应用，为空间数据的管理、处理和分析提供强有力的工具，为RS和GPS的运用提供决策指导，并对目标和环境的变化趋势进行预测和描述。

1.4需求背景

水土保持投资效果评价和生态环境变化数据是国家实施流域治理的科学依据；“数字黄河”建设，需要各种尺度的基础信息；黄河流域水土保持生态环境动态监测十分迫切。

2水土保持动态监测的现状

黄河流域水土保持动态监测工作从1999年开始启动的。主要是开展了黄河流域水土保持遥感普查和黄土高原严重水土流失区生态农业动态监测技术引进（948）项目。通过项目的实施，引进了“3S”技术设备，已经建立了黄河流域水土保持动态监测系统。

2.1项目情况

引人关注的黄河流域水土保持遥感普查及监测项目，是黄河流域水土保持生态环境动态监测的基础工作，也是水利部、黄委会重大的科研课题及生产任务，于1998年论证立项，1999年正式实施，经过3年的努力工作，于2002年7月通过了专家验收。

黄河流域遥感普查涉及青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省区的65个地区，356个县（其中全部在流域内的256个县，部分在流域内的100个县）大于1000km2的入黄一级支流有76条，普查的对象是全黄河流域，主要内容是土壤侵蚀现状，利用98年夏态TM卫星影像，在外业调查的基础上，建立图像解译标志库，采用人机交互判读的形式进行图像解译。遥感普查的成果包括了黄河流域各省、地、县及9大类型区的6级土壤侵蚀强度、6级植被盖度、6级坡度等，成果比较真实的反映了当时的土壤侵蚀及生态环境状况。同时与北京大学合作开展了土壤侵蚀模型研究，与煤航地理信息公司合作建立了黄河一级支流地理信息系统。

黄土高原严重水土流失区生态农业动态监测技术引进项目（948）是在黄河中游多沙粗沙区的秃尾河、孤山川、清水川、皇甫川4条重点支流，面积1.4万km2的范围内，利用“3S”技术，对项目区85年和98年两期TM卫星影像进行土壤侵蚀及其影响因子解释，对其变化进行对比分析。对其中的重点区用80年代航片和新航摄的2001年航片进行土地利用、水土保持措施等信息的解释、对比、分析，预测预报生态环境的变化趋势。

黄河流域遥感普查及“948”动态监测两个项目互相依托，相互补充，同步实施，是黄河流域水土保持领域综合应用“3S”技术的系统工程和基础项目。“948”动态监测为遥感普查提供了技术条件，遥感普查是“948”动态监测的延伸和扩展，两个项目的有机结合，不仅为黄河流域水土保持生态环境监测取得了本底数据，而且也探索了开展水土保持生态环境监测的一套方法，还培养了一批科技人才，为今后的水土保持生态环境监测工作打下了基础。

项目在管理上积极推行“三项制度”，在黄委会党组、项目领导组和黄河上中游局党组的直接领导下，项目是在黄委会水保局、科外局、规计局等有关单位的积极支持下，由黄河上中游管理局遥感项目办组织完成的。项目的部分任务采取招标形式进行实施，有7家规划设计研究单位中标。为确保项目的质量和进度，先后投入了水土保持、遥感、地理信息系统等专业技术人员130多人，高级以上技术人员占总参加人数的30%。

项目实施全过程中，得到了水利部、黄委会及有关单位领导和同志们的大力支持和帮助，及时解决了项目中出现的各种问题，保证了项目的顺利完成。还聘请了一批专家为项目顾问，为项目的实施出谋划策，热情指导。

2.2工作特点

本次调查是在委领导亲自领导下，在各参加单位技术人员辛勤努力下，在有关高校和科研院所指导下，在有关省区和不满的大力配合下完成的。本次调查的特点可以概括为：

（1）首次主要依靠本流域技术人员比较客观全面地对黄河流域土壤侵蚀、水土保持和人为新增水土流失进行了全数字化方式的调查。

（2）首次利用“全数字化操作 – 模式化识别 – 自动化制图统计 ”方法，完成了大流域土壤侵蚀的快速调查和评价，具有区域特色。

（3）首次在大区域尺度采集并记录每个图斑单元侵蚀因子（地貌类型、地面物质类型、坡度、植被覆盖）并综合判断土壤侵蚀类型和强度，实现地表信息数字化。

（4）成果信息量大，现势性强：本次调查编制1:10万土壤侵蚀图近600幅，积累数据约206GB，信息量巨大。以1998年TM卫星影像和2001年的彩红外航片(重点区)为基础，使成果反映最新的土壤侵蚀现状和动态变化信息。

（5）为建立“数字黄河”奠定了基础：本次普查在形成不同范围的侵蚀强度、坡度、植被覆盖度及水土保持措施面积成果和样区成果的同时，建立起快速查询、方便使用、信息全面的黄河流域一级支流水土保持地理信息系统，建立了流域内不同尺度的图像库、图形库及属性库,是“数字水保”的重要内容，成为“数字黄河”的组成部分。

2.3专家意见

2002年7月10～11日，黄河水利委员会在西安组织召开了黄河流域水土保持遥感普查技术验收会。由水利部、中科院、北京大学、清华大学、北京林业大学、黄委等单位的26位专家组成验收委员会。与会专家在听取了项目汇报、观看成果资料和演示后，一致认为：本次遥感普查项目采用了近期TM卫星影像、1:10万地形图、1:25万数字地形图、样区1:1万地形图以及有关植被图、土壤图、地质图等专题图件和水文气象资料，基本数据源选择合理；项目综合应用“3S”技术，结合外业样区调查、进行人机交互解译，采用了地理信息编码建库。技术路线正确，数据源可靠，方法先进，符合技术规程和部颁标准，通过大量的现场调查验证，项目成果数据可信，精度较高；取得了全流域及分行政区（省、地、县）、分类型区、分流域（>1000km2一级支流）的侵蚀强度、坡度、植被盖度图形属性数据库等成果，可用于水土保持工作的宏观决策和中尺度流域的规划等，应用前景广阔；项目对水土保持措施、人为水土流失调查的方法和土壤侵蚀模型研究进行了结合实际的探索，取得了一定的成果；项目的管理是成功的，通过统一规划、统一标准、规范流程、协作开发、分工负责、优化集成，保证了项目的顺利开展；培养了一批“3S”技术应用人才；尤其是水土流失现状调查，超额完成了原定的工作任务，取得了大量的空间数据（206GB），为“数字黄河”、“数字水保”建设奠定了空间数据本底基础。

同时对“948”项目也进行了初步验收，专家认为 “3 S”设备引进是成功的，在水土保持遥感普查和监测中得到实际应用，并了丰富成果，提高了水土保持监测的技术水平。

3水土保持动态监测的思考

黄河流域水土保持动态监测才算起步,任务还十分繁重。水土保持监测是为“数字黄河”提供基础信息的，是“数字黄河”的组成部分，水土保持信息数字化在“数字黄河”建设中所占比重较大，黄委会把流域监测中心站和终端站系统建设作为今年水土保持工作的重点，委领导对监测系统建设也提出了明确的指导意见。我们组织力量正在逐项落实。同时我们看到，黄河流域水土保持遥感普查及重点流域动态监测项目任务尽管已经完成，但监测工作是一项长期的事业，也是一个系统工程，全流域的地理信息系统没有建立起来，遥感普查及监测的成果还没有认真分析和推广应用，还没有流域内的水土流失实用侵蚀模型，进口设备软件消化吸收水平需要提高，定量化水土保持监测需要探索，监测的数据标准及监测方式、手段、内容等还要进一步完善，大量的基础空间信息没有数字化，监测信息网络系统没有真正形成，技术人员监测水平有待提高，所以我们要保持清醒的认识，认真扎实地做好监测的每项工作。对黄河流域水土保持监测工作提一些想法：

一是对已经取得的成果进一步分析和深加工，形成系列的成果，同时建立相对完善的黄河流域水土保持监测系统，成为“数字黄河”的组成部分。

二是每年利用高精度的遥感信息源和先进技术手段对重点治理区、重点监督区和重点保护区进行监测，特别是黄河源头区、退耕还林还草区域进行动态监测，分析其生态环境的变化情况，并探索水土保持措施和人为新增水土流失信息变化的监测方式，合理设置必须的监测点，及时采集水土流失动态变化信息。

三是加大资金投入力度，配置监测设备仪器，建立黄河流域面上的各种基础信息库和信息管理网络系统。

四是开展科学研究，解决水土保持生态环境监测中的一些关键技术问题，提出监测指标体系及方法、规程等，推进水土保持专业软件的开发和应用。

五是吸引外资，引进国外先进的设备和技术，综合应用“3S”技术，持续发展黄河流域水土保持监测事业。

4几点体会

通过综合应用“3S”技术的实践，自己谈几点体会，与同行交流。

首先，遥感技术作为一种高科技用于大范围普查基本地理信息，功能强大，速度快，精度高，是目前情况下的有效手段。GIS对数据的组织管理将为我们带来极大的便利，强烈的推动了信息化进程。

其二，“3S”技术只是一种工具，离不开专业知识和专家经验，离不开技术人员的敬业精神和责任心，离不开传统方法的支撑，离不开人员和经费的投入。

第三，我们对“3S”技术的应用才算起步，世界范围内此类技术的发展是惊人的，高精度、高效率、高度集成的“3S”技术将是时代发展的主流，也将能更好的为我们服务，高科技人才将是发挥这些技术作用的关键，对人才的培训和引进是“数字黄河”工程实施的重要保证。

作者单位：黄河上中游管理局遥感监测中心