遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展

摘 要：遙感技術(shù)作為主要的探測技術(shù)之一，在水文水資源領(lǐng)域中，已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。特別是遙感技術(shù)所具有的收集資料便捷、監(jiān)測范圍較大、信息量龐大等特點(diǎn)，與其它的探測技術(shù)相比，具有質(zhì)量高、速度快等優(yōu)勢，因此，在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用過程中，能夠通過簡化水文勘測工序，有效地提高工作效率。基于此，文章對遙感技術(shù)的特點(diǎn)，及其在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展，進(jìn)行了詳細(xì)地論述，以供相關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：水文水資源；遙感技術(shù)；應(yīng)用研究

水資源是人和所有生物賴以生存的基礎(chǔ)，換而言之，沒有水就沒有生命。作為地球上最寶貴的自然資源，也是唯一不可替代的資源，應(yīng)當(dāng)?shù)玫娇茖W(xué)合理的開發(fā)、利用及保護(hù)。而在開發(fā)利用、管理和保護(hù)水資源的過程中，要想提高工作效率，為相關(guān)方案的制定提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)，離不開遙感技術(shù)的應(yīng)用。因此，文章對遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展，進(jìn)行了相應(yīng)的論述。

1 遙感技術(shù)的特點(diǎn)

在實(shí)際的探測過程中，遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要是通過傳感儀對遠(yuǎn)距離目標(biāo)反射、輻射的電磁波等信息進(jìn)行收集并處理，在分析電磁波的基礎(chǔ)上形成圖像，從而識別與探測相關(guān)的景物目標(biāo)。遙感技術(shù)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。其一，獲取資料的時(shí)間周期較短。與實(shí)地進(jìn)行地圖測繪相比，陸地衛(wèi)星每間隔16d左右，就能夠覆蓋地球一遍。因此，應(yīng)用遙感技術(shù)，能夠有效的縮短獲取相關(guān)資料的時(shí)間，從而提高工作效率。其二，探測范圍廣。如果不考慮其它影像因素，陸地衛(wèi)星軌道的高度約為航攝飛機(jī)的高度的九十倍，能夠達(dá)到910km左右。所以，遙感技術(shù)的探測范圍很大，舉例來說，一張陸地衛(wèi)星圖所能覆蓋的范圍約為三萬立方千米。其三，用途范圍較大。遙感技術(shù)可用于資源考察、氣象觀測、地圖測繪等工作，當(dāng)前，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、地質(zhì)、水文、氣象、測繪、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域。

2 遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展

在水文水資源領(lǐng)域中，遙感技術(shù)對于水資源保護(hù)、水文水資源調(diào)查、洪澇災(zāi)害評估、土壤水分及旱情監(jiān)測等方面，都發(fā)揮著重要的作用。具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 在水資源保護(hù)方面的應(yīng)用

在流域水資源的保護(hù)監(jiān)測中，遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要包括水污染監(jiān)測、懸浮物監(jiān)測以及富營養(yǎng)化監(jiān)測。

2.1.1 水污染監(jiān)測

水污染監(jiān)測主要分為常規(guī)水污染監(jiān)測和突發(fā)性水污染監(jiān)測兩種。在常規(guī)水污染監(jiān)測中，應(yīng)用遙感技術(shù)能夠?qū)λw污染源、污染范圍、濃度、面積等進(jìn)行有效地識別。這主要是因?yàn)椋?dāng)水體遭受污染時(shí)，其本身的顏色、密度以及透明度等指標(biāo)，均會(huì)發(fā)生不同程度的變化。這些變化，將會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致水體的反射率出現(xiàn)變化，從而在遙感圖像上呈現(xiàn)出形態(tài)、紋理、色調(diào)以及灰階等特征的差別。與此同時(shí)，借助遙感數(shù)據(jù)還可以對水體污染進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。另外，當(dāng)水體出現(xiàn)熱污染時(shí)，還可以應(yīng)用熱紅外影像對水體溫度進(jìn)行反演，對相關(guān)的污染情況進(jìn)行監(jiān)測。在突發(fā)性水污染監(jiān)測中，可通過小型飛機(jī)或是衛(wèi)星等遙感影像數(shù)據(jù)，對污染過程進(jìn)行有效地追蹤，從而能夠?yàn)橹贫ㄎ廴疚飻r截排放方案提供可靠的依據(jù)，最終保證居民的飲用水安全。

2.1.2 懸浮物監(jiān)測

懸浮物的分布、沉降以及擴(kuò)散等現(xiàn)象，對水庫、湖泊的生態(tài)環(huán)境都會(huì)造成不同程度的影響，因此，在水體當(dāng)中，懸浮物的濃度是反映水質(zhì)情況的主要指標(biāo)。遙感技術(shù)對于監(jiān)測水體中的懸浮物濃度具有一定的應(yīng)用價(jià)值。這主要是因?yàn)椋?dāng)水體中的懸浮物濃度增加時(shí)，其反射率會(huì)升高，反射的波段范圍也會(huì)相應(yīng)的擴(kuò)大，利用懸浮物含量的反演模型，能夠有效地監(jiān)測水體當(dāng)中的懸浮物濃度。

2.1.3 富營養(yǎng)化監(jiān)測

藻類的高度富集是水體富營養(yǎng)化的重要標(biāo)志之一。應(yīng)用遙感技術(shù)，有助評價(jià)水體的富氧化程度。藻類的光譜特征與陸地植被類似，這主要是因?yàn)椋軌蚶米陨砑?xì)胞中的葉綠素完成光合作用，在可見光波長的范圍內(nèi)，葉綠素的存在會(huì)形成綠色光譜反射峰。利用藻類的這種特點(diǎn)，通過建立遙感與實(shí)測數(shù)據(jù)間的關(guān)系，能夠?qū)θ~綠素濃度進(jìn)行反演，從而實(shí)現(xiàn)水體的富營養(yǎng)化監(jiān)測。

2.2 在水文水資源調(diào)查中的應(yīng)用

在水文水資源的調(diào)查中，遙感技術(shù)的應(yīng)用，主要包括地下水觀測、降水量監(jiān)測以及蒸發(fā)量監(jiān)測。

2.2.1 地下水觀測

在水位勘測的過程中，受多方面因素的影響，地下水的觀測數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性難以得到有效的保證。然而，應(yīng)用遙感技術(shù)，可以在觀測地表植被和地形地貌等特征的基礎(chǔ)上，卻能夠借助遙感圖像進(jìn)行破譯，間接獲取地下水的勘測數(shù)據(jù)。采用這種方法，獲取的水文信息，具有較高的準(zhǔn)確性。

2.2.2 降水量監(jiān)測

通過遙感資料能夠獲取降水的空間分布特征，在部分雨量監(jiān)測站或是雷達(dá)觀測站較少的地區(qū)，可以采用這種方法。可用于估算降水量的遙感信息源主要包括以下幾個(gè)方面。（1）雷達(dá)。作為微波遙感的重要組成部分，通常可用于短時(shí)期局部地方降雨量的預(yù)測預(yù)報(bào)。（2）氣象衛(wèi)星。主要應(yīng)用于估算大范圍的降雨。在某些特殊的情況下，雷達(dá)很難對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集。此時(shí)，可結(jié)合雷達(dá)與衛(wèi)星兩種測量方法，對降雨量進(jìn)行測定。（3）航空飛機(jī)。

2.2.3 蒸發(fā)量監(jiān)測

運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行蒸發(fā)量監(jiān)測，主要是借助物理方法對地表能量與質(zhì)量轉(zhuǎn)化進(jìn)行勘測。在水文水資源領(lǐng)域中，隨著遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對于蒸發(fā)量的估算日趨成熟，監(jiān)測的結(jié)果愈加準(zhǔn)確。當(dāng)前，在對蒸發(fā)量進(jìn)行計(jì)算的過程中，可借助全遙感信息模型，這種方法的應(yīng)用，更加有助于提高對于蒸發(fā)量監(jiān)測的效率與效果。

2.3 在洪澇災(zāi)害評估中的應(yīng)用

洪澇災(zāi)害是自然災(zāi)害中波及范圍較廣、危害性較大的災(zāi)害之一。應(yīng)用遙感技術(shù)可對洪澇災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)監(jiān)測，通過相關(guān)的分析，最終確定出洪水的淹沒范圍和面積，為災(zāi)害的控制工作提供了可靠的依據(jù)，這將在很大程度上避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。隨著遙感技術(shù)的不斷完善以及新數(shù)據(jù)源的出現(xiàn)，該技術(shù)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測方面也獲得了一定的進(jìn)展。舉例來講，我國的有關(guān)工作人員將遙感技術(shù)與GIS技術(shù)進(jìn)行了有效結(jié)合，并且以Radarsat影像為數(shù)據(jù)源，能夠有效的評估內(nèi)澇區(qū)和淹沒區(qū)的災(zāi)情。

2.4 在土壤水分及旱情監(jiān)測中的應(yīng)用

土壤水分主要是指土壤自身的濕度或是土體當(dāng)中的含水量。土壤水分作為連接地表水與地下水的紐帶，一旦出現(xiàn)大量流失現(xiàn)象，就會(huì)引起干旱。當(dāng)前，我國的許多專家學(xué)者將遙感技術(shù)的研究重點(diǎn)放在了對土壤水分與旱情監(jiān)測中，并提出了多種土壤水分的監(jiān)測方法。其中，從遙感光譜波段的角度出發(fā)，可將監(jiān)測方法分為光學(xué)遙感和微波遙感。光學(xué)遙感主要是利用可見光、近紅外、熱紅外對土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。而在微波遙感中，主要是利用長波段的微波能夠穿透植被并對土壤有一定的穿透能力這一原理，對土壤水分進(jìn)行監(jiān)測。微波遙感還可以分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種監(jiān)測方式。

3 結(jié)束語

綜上所述，遙感技術(shù)在我國的水文水資源領(lǐng)域中已經(jīng)取得的廣泛的應(yīng)用，對于開發(fā)與利用水資源做出了重要的貢獻(xiàn)。隨著我國科技水平的不斷提高，應(yīng)當(dāng)不斷的改進(jìn)與完善當(dāng)前現(xiàn)有的遙感技術(shù)，并努力開發(fā)一些新的技術(shù)，從而逐步擴(kuò)大遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，這對于解決我國緊缺的水資源問題具有非常重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

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