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试验点水土流失观测是水土保持检测的基础，是水土流失及其防治效益定量数据的直接来源，也是标定其他手段获得的数据的“标准物质”。 布局合理、代表性强、功能健全的区域水土保持监测点系统，能够准确判断导致水土流失的自然原因和人类活动，准确评价水土流失及其防治状况，为水土流失防治提供依据。水土保持治理工程的布局、措施设计和实施。 配置提供技术支持。
据统计，我国目前有水土保持检测点818个，但在布局、运行维护、整体功能等方面还存在不足：一是检测点分布不合理、均衡[1]，如全省水土保持区划 全国41个五级区中，12个无检测点； 广东省检测点分布不均，德宏州检测点数量占全国检测点总数的25%。 二是检测点功能全面，对象代表性不强[2-3]。 侵蚀检测点较少（分别为35个和4个）； 斜坡径流场是按照对照试验要求建设的，自然属性和原型属性不强。 三是运维保障薄弱，设施设备损坏较多水土保持监测，升级改造不及时[4]。
1 区域水土保持检测点建设目标和原则
1.1 建设目标
区域水土保持检查点布局涉及检查点的类型、分布、数量以及必要设施设备的建设和安全程度和水平。 其中，检测点的类型直接对应于检测对象的类型和要素的数量，检测点的分布与区域内自然地理条件的异质性程度密切相关，检测点的数量为直接关系到技术、人力、经济的可行性。 相关的。 由于影响水土流失的人类活动不断加速变化，原有检测系统的数量、位置、结构被迫改变，其整体功能也将衰减。 因此，检测点的建设是一个需要不断调整、优化、完善的过程。 .检测点的构建过程（或者某个时间点的状态）可以用函数来表示，即
式中：S为区域水土保持检查点建设状况，由当时（时间）投入的资金（fund）和建设技术条件（tech）确定。
随着时间的推移，经济、技术条件、施工、运维情况发生变化，检测点的状态也必然发生变化。 在某一时刻（时期），资金、技术与经济社会需求良好匹配水土保持监测，检测点系统的建设将达到最优状态，这种功能就会具有“极值”。 这个“值”就是区域水土保持检测点建设的目标。 为此，区域水土保持检测点的目标可以概括为：构建结构合理、密度适宜、布局科学、整体功能强大的检测点体系，实现水土综合检测。以“稀而不缺”、“可靠稳定”准确把握水土流失时空变化规律、“减少”适应生态环境建设和经济社会发展需要。
1.2 构建原则
水土保持检测点建设的基本原则是在一定投资规模的条件下实现功能最优的建设目标，即建设空间分布良好、类型匹配的检测点体系。 从优化建立我国水土保持检测网检测点的角度来看，从检测点的规划、设计、时序安排等角度来看，建设原则包括以下几个方面：
（一）统一规划，突出重点。 根据区域水土保持区划，在主要分区设置相应类型的检测点，保证检测点的区域代表性。 对水土流失重点防治区、重点整治区等重点区域，适当增加检测点位； 对于没有历史数据的地区或重点关注区域，提前适当部署检测点。
(2) 对齐设置点以显示原型。 以多元素、多目标观测的综合探测点为主，如水蚀区小流域综合观测站、风蚀区溶蚀观测场、冻融侵蚀观测等冻融侵蚀区的田野[10]。 减少自然坡面径流场，减少控制试验坡面径流场，增加代表性林草检测标准站点，提高检测点的类型代表性和自然原型的模拟[2,4,11]，保证水土流失预测的准确性和效率。
（三）规范建设和功能实现。 建设和升级改造过程中，坚持宁少勿多、勿损坏，不一定要实现检测设施设备标准化、人工样本采集分析、智能数据传输处理等，确保每个测试点均具备必要的观测、水土流失因子标定、遥感遥测验证、代表性范围水土流失调查等功能。
（四）加强协作和资源共享。 加强与周边地区和有关部门的合作共建，充分利用现有水文溪站、有关部门野外站等，尽量减少可利用的检查点数量，配合水土流失观测，确保法律置信度分析与动态评价水平。
2 区域检测点布局优化构建模型
区域水土保持测点布局优化建设模型是区域测点系统建设状况的各种影响因素之间的算法，反映了各影响因素与区域测点系统建设状况之间的关系。 一个好的模型可以对检测点系统的构建过程进行建模，对各种激励与构建状态之间的因果关系进行建模，并用一系列逻辑和数学算法来表达影响因素与构建状态之间的关系。 用于进行区域检测点布局优化建设的过程模拟和状态模拟，即检测点布局的时空优化。
2.1 影响检测点布局的激励措施
区域水土保持监测点的布局，包括监测点的数量、类型和位置，主要受区域内自然地理条件的异质性、经济社会发展对监测点功能的需求的影响。 ，以及物质和人力资源的数量。
(1)区域自然地理条件的异质性。 这是区域内检测点布置的决定性因素，决定了检测点的位置、类型和亮度。 自然地理条件异质性越高，需要设置的检测点位置和类型越多，检测点数量越多，密度越大。
（二）经济社会发展的需要。 这是区域检测点布局的推动因素。 正如样本量与推断精度的关系一样，土壤侵蚀动态检测和预测精度要求的精度标准越高，需要设置的检测点就越多。 随着人们对美好生态环境的需求不断下降，推测确定性所要求的精度标准将不断提高，比如时间维度的间隔不断提高、空间维度位置的持续精度。
（三）物质、人力资源的支撑能力。 这是对区域检测点建设的可行激励。 如果物资和人力不足，就难以建设充分反映自然地理条件异质性和经济社会发展需求的试验点。 物资和人力资源主要包括检测设施和设备、监测人员及其结构、观测数据积累和分析处理能力等。经过对重点对象的普查和研究，提出影响区域检测点布局的主要指标见表 1。
2.2 检测点优化构建模型结构
2.2.1 模型结构设计
区域水土保持检测点布局优化建设时空模型是空间维度检测点分布和时间维度进度的综合模型。 其中，空间维度是优化检测点布局和结构的必要条件，其标准具有约束力，必须全面达到。 即如果有空间维度的需要，应在满足支撑能力的情况下及时建设。 如果不需要空间维度，则无需创建新的检查点，或优化和撤消重复的检查点。 时间维度是检查点设计、建设的时间顺序指标。 它是区分功能实现难易程度的量化指标。 即优先建设和设立时间维度指标较好的检测点，确保充分实现检测点的预期功能。 为此，检测点布局的最优构建模型既有空间维度、时间维度以及它们之间的相互作用和关系。具体多项式为
上述两式中：NS为由空间维度决定的检测点总数； f1为空间维度的函数关系； R为区域的代表性； O为对象的代表性； NT为能够支持时间维度构建和建立的检测点数量； f2为时间维度的函数关系； L 是农业用地的可用性； M为建设资金硬度； E为日常检查和管理能力； F为设施设备的完备程度； D为检测数据的累计时间。
2.2.2 模型算法
上述方程的计算应按照先空间维度后时间维度的顺序进行，即只有在确定了设置检测点的必要性后，才考虑最优构建检测点的时间顺序可以设计。 具体步骤如下：
(1)确定区域检测点的总体布局。 根据区域水土保持区划和各区划的检测对象，确定检测点总数和各检测点的大致位置。 通常，检测点总数等于区域内各子区域检测对象的整数倍之和，其中整数倍是一个参数，不仅能反映水土流失检测和预报的精度标准，但也与分区的面积有关。估计公式为
式中：NS’为检测点总数； m——区域水土保持面积总量； NOi为第j分区中第i个检测对象的整数倍； n是第j个分区的检测对象的数量。 总金额。
（2）优化区域检测点建设时机。 对于空间维度确定的检测点，分析估计每个检测点时间维度指标的得分和总分，并提出最优构建顺序。 为了一次性建成或设立检测点的功能，尽快发挥建设效益，优先建设和设置配套能力较好的检测点，优先建设配套能力较差的检测点。条件放在前面，检测点时间维度的总分估计公式为
式中：S′T为某个检测点在时间维度上的总分； WL、WM、WE、WF、WD分别是耕地可用性、建设资金硬度、日常检查管理能力、设施设备完备程度、监测数据积累时间等指标的得分。
这
结尾
文章来源：中国水土保持SWCC 2019年第5期《区域水土保持检查点布局优化时空模型研究》
作者：李志光1、马立刚2、王平3 水利部水土保持检测中心，上海100055； 2. 广东省水土保持检测中心, 武汉 汉口 430071; 3. 山东省水土保持检测站, 四川 成都 150080)
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