3S 技術在水文與水資源工程上的應用

王 健 蘇建偉

（1、黑龍江省齊齊哈爾水文局，黑龍江 齊齊哈爾161000 2、黑龍江省水利水電勘測設計研究院，黑龍江 哈爾濱150080）

新時期，為了不斷提高水文與水資源工程建設水平，要重視引入更加高效的技術措施，進一步加強技術應用能力，以不斷提高建設效率與質量，結合對3S 技術的研究，提出了具體的應用策略。

1 3S 技術概述

3S 技術應用了現代化高科技技術理念，通過遠程遙感技術配合地理信息系統和全球定位系統，實現技術的綜合運用。3S技術是各項技術的及和應用體現，通過將計算機技術、衛星定位技術以及通信技術等多項技術靈活運用，實現對數據的精準采集和分析，將大量數據資料高效處理，使數據應用更加精準，工作效率提高。

遙感技術也稱為RS，利用人造衛星飛行器實現信息的遠程收集，通過對特定目標的探測，達到數據的精準獲取效果。遙感技術在進行數據采集和傳輸時，運用了信息的自動獲取和存儲功能，可以準確獲得輸入的信息采集指令，使系統的信息數據庫不斷完善。

地理信息系統也稱為GIS，它是將主要的數據系統安裝到計算機系統中，將獲得的數據信息存儲以后，使數據信息得到掃描和運用，用來完善更龐大的空間信息系統。該項技術可以運行并處理大量的信息，實現信息的功能分類，保證信息的應用效果。

全球衛星系統又被稱為GPS，它利用衛星完成遠程導航、定位、測時、測距等功能。有了遠程定位，出行時只需要在該系統的幫助下經過特定的路線，就可以達到指定的目的地，為城市交通及日常出行提供了巨大的便利。

2“3S”技術在水文與水資源方面的應用

2.1 遙感技術在水文與水資源方面的應用

2.1.1 監測徑流量。利用遠程遙感技術可以對特定區域表面的土壤狀況進行數據收集，同時分析該地區水體蒸發量，判斷地下水及地表水的相對數值。收集數據后，可以應用水文結構模型，對這片區域的水體存儲量做初步的估算。遙感技術能夠保證部分區域收集數據的完整性和全面性，數據采集更加快捷。該項技術獲得了大量的實時信息數據，因此可以建立特定的水文結構模型，更精準的完成徑流量數據判斷。

2.1.2 蒸發量監測。蒸發量所承載的能量能夠起到中間的平衡作用，保證生態系統穩定運行。目前，多個領域已逐步應用遙感技術，由于其強大的測量效果，可以獲得更精準的蒸發量數據。收集的數據需要運用不同的計算方法，以完成特定的應用效果，計算方法包括：統計經驗法、全遙感信息模型法、能力余項法。蒸發量檢測可以對土壤的多層結構進行數據收集，監測土壤地表的實時數據特征，通過探測數據，建立日蒸散技術模型，進而對地表的蒸發狀態進行判斷。

2.1.3 監測土壤和地表水分。對土壤內部水分進行監測，需要運用微波遙感方法和光學遙感方法。監控土壤水分有助于完成對地表水以及地下水的判斷，進而初步了解地下水的實際徑流組成及相應的物質含量。因為水文的相對信息產生變化，所以需要利用精準的數據完成土壤圖紙繪制，搭配遙感技術完成數據的采集和監控，精準的獲取微妙的數據變化信息，提高監控效率，實現對土壤水分的動態監測。

2.2 地理信息系統在水文與水資源方面的應用

2.2.1 在水資源管理方面的應用。我國水資源管理系統機構實現了對特定區域水資源系統的全面監控。建立水資源管理監測體系，完成了對水文水資源領域的動態監察。結合地理信息系統技術，采集大量的數據信息，構建龐大的水資源系統管理模型，使水資源管理效率得以提高。比如：在黃河下游區域淡水資源信息進行檢測時，可以利用數據完成對下游支流水體的高效管理，進而對水體做最大效率的開發和利用。

2.2.2 在地下水資源勘查方面的應用。通過對地下水資源精準的勘察和判斷可以完成對水資源的管理和保護，有了大量的數據支持，能夠對地下水層的地質狀況和水層邊界特征進行準確的標注，進而根據空間分布狀況，完成水體的利用。結合地理信息系統技術，獲取地下水深度的相關數據，分析采集使用地下水存在的技術難度，然后進行數據模型構建，準確判斷地下水的實際特征和流動規律，將重要的數據信息收納到空間數據庫系統中，提高信息的查詢和檢索效率，從而完成對地下水動態形式的精準判斷，為地下水的開發和使用提供幫助。

2.2.3 在流域面雨量計算方面的應用。流域面雨量與水庫調度、水資源管理、城市供水等系統有緊密的關聯，因此，獲得的數據有更高的應用價值。流域面雨量通常有以下三種計算方法：三角形法、算術平均法、等雨量線法。根據實際應用領域的不同，采取特定的計算方法，進而保證計算精度，減少計算誤差。地理信息系統技術應用時存在較高的數據獲取難度，在計算法應用階段，為了避免出現大的數據誤差，通常會對不同流域的雨量分別計算，避免了動態數據對特定區域雨量的限制和影響。

2.3 全球定位系統在水文與水資源方面的應用

2.3.1 全球定位系統在流量與水質監測中的應用。全球定位系統能夠完成對我國水體流域的精準定位，了解特定區域水體的實際流動變化狀況，幫助完善對于洪水期的數據采集工作，提高了水文檢測的工作效率。水質監測方面應用全球定位系統，能夠精準判斷特定河道、湖面以及海洋的水質狀況，從而了解水體實際的被污染程度以及水體的相對變化數據，便于對水體的有效管理。

2.3.2 全球定位系統在洪水調度中的應用。全球定（轉下頁）位系統可以幫助完成洪水調度時的數據采集，利用建立的水質采集和傳輸系統，收集特定流域的水質變化數值，并將這些數據信息繪制成水位變化曲線，了解特定時間范圍內水體的變化趨勢。全球定位系統能夠完成數據的動態定位收集，并可以保證收集數據的精度，有了大量的精準數據作為基礎，可以對洪水的實際變化趨勢進行精準預判，相關人員利用這些數據能夠完成防洪的準備工作，降低了防洪的工作難度。

3 3S 技術在水文與水資源工程上的應用

3.1 3S 技術運用于水文與水資源工程規劃中

水文與水資源工程規劃關乎著社會發展的進程，通過對特定區域水資源的有效開發和使用，能夠提高水資源的實際應用效果，使重要的水資源不被浪費。開展水資源規劃工作時，需要采集大量的數據信息，以便進行資源的合理分配。傳統的采集技術需要耗費大量的人力、物力和時間，當應用3S 技術進行數據采集后，可以在短時間內完成大范圍的數據收集，提高了收集數據的效率，為水文與水資源工程的規劃提供了便利。比如：當進行特定流域的水量判斷時，該項技術可以對特定區域的水體流量進行精準分析，然后通過建立的模型完成對水體的變化判斷。

3.2 3S 技術運用于水環境污染監測中

通過對我國水體環境的污染程度分析得知，我國的水體污染程度正日益嚴重，利用3S 技術完成對水環境污染的監測，能夠更好的完成水環境污染的治理。被污染的水體存在一定的污染等級。利用3S 技術收集被污染水體的數據信息，同時利用遙感技術進行區域的水體變化監測，進而對特定區域的水體變化狀況進行判斷。遙感影像技術能夠對水體污染狀況實時監測，搭配收集的數據信息，對特定區域進行科學的治理和防范，避免水污染程度的加劇。

3.3 3S 技術運用于水文與水資源防洪中

洪災嚴重威脅著我國人民生命和財產的安全，如果能對這種巨大的自然災害進行提前的預警，能夠有效避免出現的巨大損失。利用3S 技術完成水文與水資源的實時監控，為防洪工作提供更大的幫助。結合GPS 定位系統，判斷水體的動態數據信息，完成洪災的預防工作。獲取與洪災區域相關的影像資料以后，利用獲得的精準數據完成模型的構建，可以對洪災進行有效的預防，從而建立的多套防災方案，降低洪災可能造成的損失。

3.4 3S 技術運用于水文與水資源的水土保護中

我國水土流失關乎著區域內的實際經濟發展進度，所以，采集特定區域水文與水資源的變化數據，有利于對該區域發展進行保護。利用3S 技術完成水體保護工作時，仍然需要依托高效的數據采集系統，進而完成水體保護工作。3S 技術還需要搭配其他的數據收集和分析系統，完成對數據的整理工作以后，對數據進行分析和判斷，確定高效的治理辦法。水體保護工作需要收集大量與水體流失相關的數據信息，在對這些數據信息進行分析和管理的同時，建立數據分析模型，以動態監控的方式，為水土保護工作提供數據支持，進而制定科學有效的保護辦法，實現區域的水文與水資源水土保護。

總之，結合以上闡述，提出了3S 技術的實踐運用策略，作為技術人員，要重視結合工程實際，有效的采取更加完善的技術措施，從而才能為相關工作順利開展提供有效保證。