3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線

3.1 研究內(nèi)容

3.1.1 研究建立典型小流域壩系監(jiān)測方法及評價(jià)系統(tǒng)的基本框架

主要分析研究現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)在水土保持監(jiān)測及評價(jià)系統(tǒng)應(yīng)用的深度，目前其基本的框架、應(yīng)用水平等。本研究擬選用美國ESRI公司的產(chǎn)品ArcGIS8.0V作為本系統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)，應(yīng)用INTERGRAPH公司的圖像處理軟件I/RAS C軟件對IKONOS或QUICKBIRD衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行圖像拼接和圖像投影變換等。然后將圖像調(diào)入到ArcVIEW和Arc/INFO處理。通過ArcView的擴(kuò)展模塊直接接收GPS數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)修改小流域數(shù)據(jù)（如3-1圖）。

以韭園溝內(nèi)王茂莊溝小流域?yàn)榈湫托×饔驅(qū)崿F(xiàn)壩系監(jiān)測評價(jià)系統(tǒng)。基本情況如下：王茂莊溝流域面積597hm2，流域多年平均侵蝕模數(shù)為1.8萬t/km2，是黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)的韭園溝內(nèi)一條典型小流域。從1953年開始至今，黃委會綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站經(jīng)過了五十多年的科學(xué)研究、示范推廣、治理等，取得了大量國家、省、部、委的科研成果，同時(shí)在本流域共建成淤地壩42座，經(jīng)過50多年的“小壩并大壩，擴(kuò)大壩地面積，提高壩地利用率，增設(shè)骨干控制壩，以庫容制勝”，合并為22座壩，其中：骨干壩2座，大、中型淤地壩5座、小型淤地壩15座。可淤壩地27hm2，建水澆地4.89hm2，梯田142.26hm2，造林131.86hm2，這些工程對保持水土特別是攔沙取得了顯著的作用，形成了較為完善的水土保持淤地壩系統(tǒng)。

3.1.2 應(yīng)用GIS技術(shù)提取小流域基礎(chǔ)地理空間信息

應(yīng)用GIS獲取王茂莊典型小流域基本地理信息：如坡度、坡向、溝壑密度、坡長信息等。以1∶1萬地形圖為信息源，經(jīng)矢量化得到1∶1萬地形數(shù)據(jù)（含等高線及高程點(diǎn)），地形數(shù)據(jù)內(nèi)插生成不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN），再內(nèi)插生成5米級數(shù)字高程模型（DEM）。用DEM可以直接提取坡度專題信息、坡向?qū)ｎ}信息、坡長專題信息、提取流域界線，得到流域面積，同時(shí)可以提取溝壑專題，通過計(jì)算得到溝壑密度。建立各種地理空間信息圖層（圖3-2）。

3.1.3 應(yīng)用分辨率衛(wèi)星遙感影像提取水土保持壩系相關(guān)專題信息

采用美國高分辨率的QuickBird衛(wèi)星影像經(jīng)過圖像增強(qiáng)處理，分別提取水土保持壩系措施專題信息。如：壩的數(shù)量、位置、淤地面積、淤積分布、淤積數(shù)量、壩地利用狀況、水資源利用狀況等。建立水土保持治理壩系措施相關(guān)專題圖層（圖3-3），進(jìn)一步建立小流域的壩系監(jiān)測方法。

3.1.4 借助3s技術(shù)，建立王茂莊溝流域壩系監(jiān)測及評價(jià)系統(tǒng)

借助3s技術(shù)的框架結(jié)構(gòu)，采用常規(guī)監(jiān)測、高精度衛(wèi)星影像與中精度衛(wèi)星影像對照的方法，找出三者之間的關(guān)系，進(jìn)而利用中精度衛(wèi)星監(jiān)測的方法來監(jiān)測大面積壩系工程，為黃土高原世界銀行貸款項(xiàng)目區(qū)乃至生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目壩系監(jiān)測提供服務(wù)。