水文水資源工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用分析

孫凱

摘 要：水文水資源工作是關(guān)系我國(guó)民生的重大系統(tǒng)工程，水文水資源工作的質(zhì)量和效果給社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)直接的影響。隨著遙感技術(shù)不斷地發(fā)展和廣泛應(yīng)用，水文水資源工作獲得了更高水平的發(fā)展空間。該文對(duì)遙感技術(shù)在水文水資源工作的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，為今后相關(guān)研究提供理論和實(shí)踐支持。

關(guān)鍵詞：水文水資源 遙感技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0150-02

1 遙感技術(shù)概述

1.1 遙感技術(shù)概念

近些年來(lái)，隨著遙感技術(shù)被廣泛的運(yùn)用水文領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)被不斷地放大，通過(guò)遙感技術(shù)獲得大量水文資料對(duì)于提高水文水資源研究質(zhì)量具有極大的促進(jìn)作用，而且遙感技術(shù)大大降低了水文水資源研究的成本，促進(jìn)了水文研究的發(fā)展。被廣泛應(yīng)用于水文研究的遙感技術(shù)是一項(xiàng)綜合性比較強(qiáng)的探測(cè)技術(shù)，其工作原理是在電磁波技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)不同的傳感器對(duì)遠(yuǎn)距離輻射或反射的電磁波信息進(jìn)行收集、分析和處理，進(jìn)而獲得相關(guān)影響來(lái)支持水文研究，以滿足研究的需要。遙感技術(shù)具有快速、高質(zhì)量、成本低、周期短等特點(diǎn)，因此，其被廣泛的應(yīng)用于氣象觀察、地圖測(cè)繪、資源考察等領(lǐng)域。

1.2 遙感技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

遙感技術(shù)應(yīng)用于水文水資源研究領(lǐng)域具有人工巡測(cè)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是遙感技術(shù)能夠在短周期內(nèi)獲得大量的信息，可以實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)，而且其一般不會(huì)受到植被、云霧、冰層等外在因素的影響，極大地?cái)U(kuò)展了水位工作的觀測(cè)信息量；二是遙感技術(shù)在水文資料勘探時(shí)沒(méi)有地域性限制，惡劣天氣、復(fù)雜地形等因素的對(duì)其干擾影響較小，可以全方位的收集信息；三是收集資料快捷，尤其是遙感技術(shù)中的陸地衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋成像周期僅為16天，而且多衛(wèi)星聯(lián)合作業(yè)可成倍縮小探測(cè)周期；四是可一次性獲得較大范圍內(nèi)的地物信息。

2 我國(guó)水文水資源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

水文水資源工程是一門(mén)綜合性、交叉性學(xué)科，其涉及到的領(lǐng)域較廣，是以地球科學(xué)基本理論為基礎(chǔ)，兼顧地下水科學(xué)、巖土工程、環(huán)境工程等學(xué)科知識(shí)。一直以來(lái)，水文水資源工程技術(shù)是我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，受到各領(lǐng)域的高度重視。就目前而言，水文水資源工程的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)多是氣象與水務(wù)結(jié)合，分布式水文模型以及天氣雷達(dá)技術(shù)相結(jié)合，具有較為精確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果。此外，水文監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷引入現(xiàn)代科技，尤其是遙感技術(shù)的引入，極大的提升了水文工作的質(zhì)量。水資源的配置與調(diào)度、水生態(tài)環(huán)境的改良與治理技術(shù)等取得了突出進(jìn)展。總體上來(lái)看，水文水資源工程技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)取得了較大的成就，但隨著外界環(huán)境的不斷改變，仍然需要更深入的研究和創(chuàng)新，以適應(yīng)不斷變化的外界環(huán)境。

2.2 應(yīng)用趨勢(shì)

但從水文水資源工程研究領(lǐng)域來(lái)看，水文相關(guān)技術(shù)取得了顯著的成就，在研究和實(shí)踐領(lǐng)域不斷有新技術(shù)引入，但是其在社會(huì)大環(huán)境中仍然存在較多的問(wèn)題，比如：水文水資源檢測(cè)技術(shù)水平不足以滿足社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，而且其在與其他領(lǐng)域的理論研究方面基礎(chǔ)薄弱，缺乏多領(lǐng)域的信息共享等。因此，從這些方面存在的問(wèn)題來(lái)看，水文水資源工程技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向一方面是需要解決現(xiàn)存問(wèn)題；另一方面是不斷地創(chuàng)新工程技術(shù)，擴(kuò)大其與其他領(lǐng)域的合作，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科發(fā)展。此外，在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)中，高科技元素必然會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用與水文水資源工程中，以提高水文事件的預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)能力。

3 遙感技術(shù)在水文水資源工作領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 降水量監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)在降水量的監(jiān)測(cè)中應(yīng)用能夠大大提升降水量檢測(cè)的精準(zhǔn)度，也正是應(yīng)為這一突出優(yōu)勢(shì)而被廣泛的運(yùn)用。降水量檢測(cè)是指通過(guò)在云頂溫度和降水點(diǎn)之間建立關(guān)系，并利用衛(wèi)星信息與地面雨量站之間的差值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、航空飛機(jī)等技術(shù)均常用于降水量監(jiān)測(cè)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)空間信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)孛娼邓炅空据^稀疏時(shí)，可運(yùn)用雷達(dá)進(jìn)行局部降雨量預(yù)報(bào)，而當(dāng)云層較厚時(shí)，可采用氣象衛(wèi)星和雷達(dá)結(jié)合進(jìn)行計(jì)算。氣象衛(wèi)星一般用于大面積降水量預(yù)報(bào)，主要采用綜合方法與微波輻射方法等。目前還較為常用的是航空飛機(jī)深入云層進(jìn)行檢測(cè)而獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算來(lái)收集大量的云雨信息，為水文部門(mén)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。

3.2 蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)

蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)是一種通過(guò)物理方法來(lái)對(duì)地表能量和質(zhì)量轉(zhuǎn)化進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。一般來(lái)說(shuō)，目前常用于蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)的方式時(shí)通過(guò)衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)的，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)常用的方法則包括統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法、能量余項(xiàng)法等，此外對(duì)于較為復(fù)雜的蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)，還可借助衛(wèi)星運(yùn)用遙感信息模型進(jìn)行計(jì)算。借助遙感信息面模型進(jìn)行計(jì)算式，結(jié)合監(jiān)測(cè)實(shí)際環(huán)境條件和模型的不同特點(diǎn)，又可以將模型分為多層模型。比如：一層模型用于地表上植被與土壤，二層模型運(yùn)用地表植被或地上、地下土壤熱量之間的余熱，多層模型則可更為細(xì)致的區(qū)分多層土壤。目前我國(guó)用于蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)的較為先進(jìn)的模型是政務(wù)蒸騰計(jì)算機(jī)模型，可實(shí)現(xiàn)非均勻地面條件的蒸散計(jì)算。

3.3 徑流量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

徑流量的勘測(cè)和預(yù)報(bào)主要是以衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及水文氣象站的數(shù)據(jù)為依據(jù)，將主要的信息輸入到水文模型中來(lái)計(jì)算得到相關(guān)信息。通常來(lái)說(shuō)，在水文水資源工程中，對(duì)于徑流量的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)一般采用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行綜合處理，對(duì)于河川徑流的估算，遙感技術(shù)并不能直接實(shí)現(xiàn)。遙感技術(shù)通過(guò)對(duì)地貌、土壤、植被及相關(guān)水系，并結(jié)合降水量、蒸發(fā)量與土壤含水量等要素進(jìn)行綜合估算。遙感技術(shù)獲得的各種信息通過(guò)計(jì)算機(jī)水文模型進(jìn)行處理分析，最終得出徑流量的預(yù)測(cè)結(jié)果。

3.4 地下水遙感

在水文水資源工程的預(yù)測(cè)中，地下水位的勘測(cè)最為復(fù)雜，受限于地質(zhì)環(huán)境因素的影響，人工勘測(cè)數(shù)據(jù)往往不能滿足勘測(cè)需求，這既需要借助更為先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行輔助勘測(cè)。隨著遙感技術(shù)的應(yīng)用，地下水位勘測(cè)取得了較為顯著的技術(shù)進(jìn)展。地下水遙感技術(shù)能夠通過(guò)對(duì)地表植被與地貌形狀等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合模型處理和計(jì)算而間接得到地下水的勘測(cè)數(shù)據(jù)，這是因?yàn)榈叵滤畔⑼ǔ？梢酝ㄟ^(guò)地表植被信息得到直觀的反映，地表植被反映出來(lái)的信息可以運(yùn)用遙感技術(shù)破譯出來(lái)，并通過(guò)處理得出地下水文信息。

4 遙感技術(shù)在水文水資源工作中應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1 對(duì)資料和數(shù)據(jù)采集的選擇性

在水文水資源工程中的遙感技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，遙感技術(shù)具有較為突出的優(yōu)勢(shì)，其在水文領(lǐng)域的應(yīng)用取得了較大的成功。但是無(wú)論是衛(wèi)星遙感還是雷達(dá)、航空飛機(jī)等遙感技術(shù)，均具備信息資料獲取量較大的特點(diǎn)，尤其是衛(wèi)星遙感技術(shù)，其在水文監(jiān)測(cè)中的信息獲取量十分大，而且較為復(fù)雜，這就需要在實(shí)際工作中對(duì)大量的水文資料和數(shù)據(jù)采取一定的選擇。比如：航空遙感獲得的大量地面資料由于其覆蓋區(qū)域較大，地面資料分辨率差異較大，這使得水文工作中需要根據(jù)研究的重點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的取舍。

4.2 遙感技術(shù)與人工作業(yè)結(jié)合

在水文水資源工程中，雖然遙感技術(shù)具有突出的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工作中能夠在較大范圍內(nèi)取代人工勘測(cè)，但是在某些方面缺不具備人工勘測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，這就需要在實(shí)際工作中結(jié)合具體工作需求，合理的將人工與遙感相結(jié)合，取二者各自優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，進(jìn)而獲得最為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，而不應(yīng)該完全否定人工作業(yè)。

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