运用人工智能技术推动水土保持高质量发展的实践措施研究

                        陈雨薇

中检西南生态技术（广西）有限公司  广西壮族自治区南宁市  530031

摘要：近些年，人工智能在水利高质量发展过程中不断地创造新优势，激发新活力，开展实时监测，有效预警异常情况。因此在水土保持工作中，可以充分发挥人工智能技术的优势，打造完善的监测体系，推动水土流失治理，实现高质量发展。在本文的研究工作中，主要分析人工智能技术推动水土保持高质量发展的应用优势，并提出具体的实践措施。

关键词：人工智能技术；水土保持；高质量发展

随着人工智能时代的到来，各类先进技术在水土保持工作中的落实，推动水土保持工作从传统的人防向现代智防进行跨越。通过构建智能监测体系，做好水土流失治理和水土保持决策支持等一系列工作，发挥人工智能技术优势，能有效掌握水土流失的类型、强度与分布特征，揭示水土流失发生发展规律，评估水土流失状况、危害及影响，为水土流失综合治理策略制定和生态环境建设提供科学依据，从而实现高质量发展。

1.人工智能技术推动水土保持高质量发展的应用优势

人工智能推动水土保持高质量发展与政策导向高度契合，已经成为新时代水土保持工作的核心目标。实际工作中，无人机遥感技术用于水土流失区域的航拍监测、数据采集和影像处理，呼应“常态化全覆盖开展水土保持遥感监管”的要求。大数据分析技术用于多源水土保持数据的整合、分析和挖掘，为决策提供支撑，契合“强化信息共享”的政策要求。智能预警与决策支持技术用于构建水土保持智能预警系统和决策支持平台，实现动态预警和科学决策，呼应“深化监测评价和预报预警”的工作方向。数字孪生技术结合BIM技术构建水土保持数字孪生体，模拟不同工况下的治理效果，优化设计方案，落实“统筹推进水土保持数字孪生体系建设”的要求。通过构建流域数字孪生体，AI可模拟在不同降雨和气候情境下各项治理措施的水土保持效益，因此可以实现方案的虚拟测试和迭代优化，显著提升治理工作的科学性和有效性。

2.人工智能技术推动水土保持高质量发展的实践措施

2.1构建智能化水土流失监测体系

人工智能技术的应用可以构建智能化的水土流失监测体系，实现天空地一体化的立体感知，开展动态、精准、高效的常态化监控工作。利用无人机航拍技术，重点监测小尺度、高精度的水土流失区域，采集高分辨率影像数据，实现对水土流失细节的精准捕捉。利用高分卫星、气象卫星等，实现对区域尺度大范围的水土流失动态监测，采集地形、植被、气候等多元数据，可掌握水土流失的宏观分布和发展趋势。在重点区域布设物联网传感器，实时采集土壤含水量、降雨量、坡度和植被覆盖度等各类数据，实时监测水土流失，做好动态预警。与此同时，还要推动多源数据融合，将天空地一体化监测网络采集到的多元数据进行清洗、整合、分析和挖掘。例如，可以利用深度学习算法，对卫星影像、无人机航拍影像进行智能解译。可实现对水土流失区域、强度、成因的精准识别和分级。利用大数据分析技术，分析治理工程数据和监测管理数据，评估具体的效果，为后续工作提供支持。

2.2推进智能化水土流失治理

水土流失治理是水土保持工作的核心，在人工智能技术的支持下，可提高治理工作的精准度，达到良好的成效。首先，基于地理信息系统、数字高程模型以及区域水土流失数据，运用AI算法进行治理方案的自动化比选和优化。例如，人工智能技术支持下，可自动模拟在不同位置布设梯田、蓄水池、林草措施后的减沙效益和成本，生成最优工程布局方案。其次，应用数字孪生和模拟仿真技术，构建小流域或治理工程的数字孪生体，集成地形、土壤、气象、水文的数据，利用AI驱动模型模拟在不同情境下各项治理措施的运行效果，开展模拟演练和效能评估^[3]。第三，加强施工与管控的智能化，可利用搭载AI视觉系统的机械进行精准，施工通过无人机定期巡检已建工程，AI技术自动识别工程损毁和植被成活情况，实现智能化运维管理。

2.3建设智能化水土保持监管体系

在水土保持工作中，可应用人工智能技术搭建智能化水土保持监管体系。实现对破坏水土保持行为的全方位、全天候智能化监管工作目标，提高监管的效率和水平。搭建智能化监管平台可以整合卫星影像、视频监控、物联网传感器、无人机航拍等各类手段，完善平台建设，可实现对水土流失重点区域，治理工程区等的全方位监管工作。例如，在治理工程区，合理应用物联网传感器和视频监控技术，实时监测工程施工进度和质量，可对其中存在的违规施工进行智能预警。同时实现监管平台与多元数据共享平台的互联互通，整合监测数据、治理数据和监管数据等，可以为监管决策提供科学支持。例如江西省水科院水土保持科研团队研发了集视频监控与AI算法分析于一体的新型水土保持监测设备，在通铜高速弃渣场为水土流失监管装上“智慧之眼”。该设备通过AI算法支撑，可自动对监控画面进行实时分析、智能研判，不仅能精准识别弃渣场土方量变化、地表扰动范围，还能实时监测水土保持措施布设及实施效果，同步捕捉弃渣乱堆乱倒、边坡溜塌、排水沟堵塞等违规行为和水土流失隐患。

2.4打造水土保持决策体系

实现水土保持决策的智能化，可推动水土保持工作从经验决策向数据驱动决策的根本转变。首先，构建多元数据驱动的决策模型。在大数据等技术的支持下，汇聚气象、水文、土壤、遥感、项目、社会经济等多维度、多时空尺度的数据，利用大数据分析技术和机器学习技术，构建水土保持决策模型，形成水土保持领域的知识图谱。其次，搭建智能化决策支持平台。该平台具备数据查询、数据分析、模型模拟、决策建议、方案生成等一系列功能。工作人员可以通过平台快速查询相关的数据，分析水土流失发展趋势，治理成效和监管水平，利用模型模拟不同决策方案的效果，可以为决策提供科学支持。第三，建立决策动态优化和反馈机制。在监测数据、治理成效、监管情况等的支持下。平台可以综合评估决策的具体成效，并做好优化与反馈。例如定期对水土流失发展趋势、治理成效、监管水平进行评估，分析决策方案在实施过程中存在的问题和不足之处，及时优化决策方案，并为后续工作提供支持。同时平台也能记录决策实施的具体数据，形成经验，发现其中存在的薄弱点，采取适当的措施，确保方案落到实处。

3.结束语

综上所述，人工智能时代下，水土保持工作以人工智能技术为核心驱动，发挥技术优势，加强水土流失监测工作，推动水土流失治理进程，完善水土保持监管体系，并提供决策支持。可以实现智能监测、治理、监管和决策的完整闭环，推动水土保持工作迈向高质量发展。不仅可以极大地提升工作效率和精准度，更能深刻地改变传统工作模式。实现水土保持能力的系统性重塑和跨越式发展。在未来发展中，随着智能技术的不断成熟发展和创新应用，势必为水土保持提供更加全面的支持。

参考文献

[1] 姜德文,蒋学玮,周正立. 人工智能对水土保持信息化监管技术支撑[J]. 水土保持学报,2021,35(4):1-6.

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[3] 陆作海,杨国宁,冯朝娜,等. 水土保持问题及信息智能化对策建议与应用[J]. 云南水力发电,2023,39(4):45-48.

作者简介：陈雨薇、女、19980226、汉族、广西壮族自治区柳州市、硕士研究生、研究方向：水土保持。

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