2023年物联网技术在水土保持监测中的应用.docx

物联网技术在水土保持监测中的应用 摘 要：本文首先分析和讨论了当前中国水土保持监测信息化开展现状及存在的问题，然后阐述物聯网的开展，最后重点讨论了物联网在水土保持监测中的应用，以期推动水土保持监测工作实现科学化、信息化开展。 关键词：水土保持监测;信息化;物联网 中图分类号：S126;S157文献标识码：A文章编号：1003-5168（2022）19-0150-03 Abstract： Firstly， this paper analysed and discussed the current development status and problems of soil and water conservation monitoring informationization in China， then expounded the development of Internet of Things， and finally focused on the application of Internet of Things in soil and water conservation monitoring in order to promote the scientific and informationized development of soil and water conservation monitoring. Keywords： soil and water conservation monitoring;informationization;Internet of Things 当前，全球正处于信息化快速开展的时代，信息技术成为影响国家综合实力和国际竞争力的关键因素，信息化水平和程度上下也已经成为衡量一个国家和地区现代化水平上下的重要标志[1]。党的十八大以来，信息化已经上升到国家战略的高度，各个领域都开始重视并大力开展信息化[2]。物联网技术在水土保持信息化中的应用，可以建立起智慧型水土流失预防监督体系，推进中国水土保持现代化迈向新的台阶，也起着提供水土流失实时数据、生态环境恢复所需数据以及减少工程建设中水土流失的作用[3]，从而为政策制定、行政管理及公众了解提供参考和依据，是水土保持信息化的根本性工作。 中国信息化开展正在向以物联网、大数据、云储存和云计算等技术为代表的第三阶段迈进[4]。其中，被称为“物物之间的网络〞的物联网，能实现物物之间的相互联接和智能通信，是智能识别、云计算和普适计算的相互融合[5]。 1 水土保持监测信息化开展现状及存在的问题 1.1 开展现状 党的十八大将生态文明建设上升到国家开展战略目标的高度，水利系统以“信息化带动现代化〞为战略指导，并将水土保持信息化工作列为重点工作之一。目前，已初步建成了层级监测网络及监测数据管理平台[6]，分别建立了黄河流域、海河流域、长江流域以及淮河流域等信息化管理体系;同时，各省也部署和设立了完善的水土保持监测网络信息系统[7-10]。截至目前，中国水土保持监测信息化工作已经取得了一定的成效，建成了包含水土流失数据、工程管理、重要法规和文件以及行业监测机构和从业人员等的数据库;完善了水土保持监测信息的归类及相应业务信息综合应用的拓展方面的效劳[6]。 1.2 存在的问题 首先，缺少稳定的水土保持监测数据获取，水土监测信息化根底设施不够完善。就水土流失的普查来说，目前国际上通用的周期一般都是5年一次[11]，而我国由于经费等各方面原因，缺少定期的普查工作。同时，在新的信息化背景要求下，水土保持监测数据缺乏及时性、高效性、完整性已经成为制约中国水土保持监测工作信息化的因素。其次，中国水土监测信息化程度不高，相比于其他行业，水土保持监测信息化相对滞后，早期建设的监测中心和监测站，由于时间较长，局部设施设备缺乏更新，存在老化的问题;同时，流域区域内的监测标准也存在一定的差异，给整体信息化开展带来了一定程度的影响[6]。最后，信息化技术落后于主流信息化的开展，缺少和现代新兴技术的结合。进入21世纪以来，随着平板、智能 等智能终端的不断普及，人类社会开始了以数字化和网络化为平台的智能化社会新纪元，而水土保持监测技术主要还是以“3S〞技术为主要手段，遥感技术（RS）存在水土监测空间上的不连续性，同时其影像效果易受气候等因素的影响;而GIS忽略了地物的时间特性;GPS技术一般针对小流域，不具有系统性、整体性分析的优势[12]。 总体来说，中国水土保持监测信息化与主流科技开展和信息化水平存在一定程度的脱节，且应用根底薄弱。如何适应新的信息技术开展要求，充分利用当前的创新型技术，已成为其面临的重要问题。 2 物联网开展情况介绍 2.1 根本概念 在诸多技术中，能实现“智能识别、大数据收集、智能计算〞，联接设备和终端相融合的“物联网〞技术，以其成熟的核心技术和巨大的开展空间，正受到越来越多的关注。将其应用于水土保持监测，对提高水土保持监测信息化程度，对更加有效地开展水土保持监测工作具有重要意义[13]。 1999年，美国麻省理工学院提出了物联网的概念。简单来说，物联网就是“物物〞之间的联网，是一种智能的网络，其是把物品通过相应的信息技术和互联网联系起来的一种信息技术[14，15]。物联网利用红外感应器、GPS、射频识别（RFID）以及激光扫描器等信息传感设备和技术，能按预先约定好的协议，把任何物体与互联网相连接，实现信息交换和通信，以到达对物体的智能化识别、定位、监控、分析和管理[16，17]。 2.2 国内外研究 近年来，在美国，物联网技术也被认为是下一代的革命性技术，被称为下一个万亿级的通信业务，具有巨大的市场潜力[18]。为了更好地研究和应用物联网技术，2022年，欧盟物联网研究机构发布了物联网战略的相关研究报告，肯定了物联网的开展模式和重要意义。巨大的开展空间和广阔的市场前景，使得物联网已经被许多兴旺国家和地区视为新的经济增长点。已有专家预言，物联网是在计算机、互联网与移动通信网等产业浪潮之后的又一个新的信息产业顶峰[19]。 物联网能借助ZigBee等免费的无线网络来实现数据传输，并且能在有线网络和 通信网络不能覆盖的复杂地形中实施信息共享[20-22]。 3 物联网在水土保持监测信息化中应用的必要性 3.1 有利于加强对水土保持监测的管理 将物联网技术应用于水土保持监测，能够改善水土保持监测数据收集、分析、共享和政策制定等各个方面，势必对水土保持监测信息化产生巨大和深远的影响。在此根底上，水土保持管理者能以更加精细、动态和灵活的方式实现对水土保持监测的管理，到达“智慧〞状态，从而不断提高资源利用率和生产力水平，以更好地效劳于生态文明建设的需求[23]。 3.2 实现大数据收集 信息化和网络建设能为水土保持监测根底设施配套数据采集、传输和处理的现代化装备，为生态文明社会建设提供涉及水土变化的大数据。物联网的应用，能实现水土保持信息的实时动态监测。当前，物联网信息效劳的开展具有信息的冗杂性、多样性、精细性等多种优点，同时也具有手段和方式的灵活多样性等特点[24]，能充分满足水土保持监测信息化的要求。 3.3 有利于水土保持监测工作更好地开展 物联网的应用能提供水土流失的实时数据，能为生态环境的恢复提供数据支持和参考，能减少工程建设中的水土流失，能有效监测工程建设中的不合理行为，从而为决策制定者和管理者提供参考，为水土保持科研人员与水土保持管理部门提供数据参考，进而保证科研工作顺利开展，使水土保持管理部门的政策符合社会建设需求[25]。 利用物联网能实现水土保持监测的可视化操作，通过相关硬件和软件的开发和应用[26]，可以实现智能操作，使相关人员随时掌握水土流失状况，大大提高水土监测过程中的信息化程度。 3.4 新时代信息化背景的要求 物联网技术的开展充分利用了当前创新的各种信息技术，包括互联网技术、微电子技术、微传感器技术、计算机技术、移动通信技术、云储存和云计算及大数据处理分析技术等多种高新技术。其能对多种技术进行融合使用，以实现和满足人类对各种信息资源广泛收集、开发和利用的需求，同时以知识和信息含量更高级的处理方式来提高经济社会的开展质量，进而推动信息社会、智慧社会的形成[27，28]。 4 物联网在水土保持监测中的应用策略 物联网在水土保持监测中的应用仍然是空白，但由于其已在社会生活的其他方面得到了广泛应用[21，22]，因此，为物联网在水土保持监测中的运用提供了有利参考和依据。总的来说，物联网的应用，必须强化水土监测与信息技术的深度融合，深化水土监测信息资源开发利用与共享，坚持公共效劳与业务应用协同开展，加强立体化监测、精细化管理、智能化决策和便捷化效劳能力建设，具体表现在以下几方面。 ①针对重点流域、工程工程进行精细化监测。重点流域、工程工程水土保持监测工作迫切需要信息获取手段从点监测开展为点面相结合的监测，手动监测开展为手动和自动相结合的监测，静态监测开展为静态和动态相结合的监测，地面监测开展为天地一体化监测。因此，要将物联网与监测相结合，利用物联网具有的覆盖空间广、灵活性强及多路传感器采集等特点，以推动水土保持监测工作实现质的开展[13]。 ②充分利用先进的仪器设备和最新的硬软件。物联网的应用，能带动一系列新技术设备的产生及软硬件的开发。 ③加强人才培养。人才是科技开展的根底。物联网是糅合了多种技术的信息技术，因此，需要培养相关的专业人才，提高管理者的科技水平[29，30];同时，要学习国外的先进经验，加大与科研院校的合作力度，充分发挥和利用其人才优势，以为水土保持监测的开展提供保障和指导。 ④建立信息共享平台、重视公众参与。物联网能连接各种终端设备，这就为公众的有效参与提供了方式。 参考文献： [1]赵院，李智广，曹文华，等.全国水土保持监测网络和信息系统建设实践[J].中国水利，2022（19）：21-23. [2]羅志东，曹文华，赵院，等.水土保持信息系统运行维护管理探讨[J].中国水土保持，2022（3）：37-39. [3]张平.水土保持监测的根底作用、存在的问题及对策[J].农业科技与信息，2022（2）：41. [4]王春玲，孟丹，王冬梅，等.我国水土保持信息化建设的现状与建议[J].中国水土保持，2022（3）：69-72. [5]黄玉兰.物联网标准体系构建与技术实现策略的探究[J].电信科学，2022（4）：129-134. [6]罗志东，李智广，史明昌.水土保持信息化标准体系建设初探[J].水土保持通报，2022（4）：30-33. [7]黄自强.黄河流域的水土流失及其防治对策[J].中国水利，2000（5）：30-31. [8]王道坦，陈太文，张萤雪.海河流域水土保持概况及开展对策[J].海河水利，2022（5）：16-18. [9]牟艳娟，顾再柯.贵州省水土保持监测网络建设实践[J].中国水土保持，2022（6）：18-19. [10]胡续礼.淮河流域水土保持监测分区及其站点布局研究[D].泰安：山东农业大学，2022. [11]李智广，刘宪春，喻权刚，等.加强水土保持监测网络建设健全监测网络运行机制[J].水利开展研究，2022（4）：32-36. [12]薛月园，周俊.3S技术在水土保持与荒漠化防治中的应用[J].现代园艺，2022（8）：161-162. [13]李奇林.物联网技术在水利业务中的应用[J].湖南水利水电，2022（3）：85-88. [14]Miorandi D，Sicari S，Pellegrini FD et al. Internetof things： Vision，applications and research challenges[J]. Ad Hoc Networks，2022（7）： 1497-1516.