水利信息化中遙感技術的運用

徐子凱

(山東天成水利建設有限公司，山東 濰坊 261100)

水利信息化涉及非常多的內容，包含許多信息數據和資源，這些信息與數據會頻頻發生各種變化。對水利工程而言，數據信息十分重要，能夠促進水利工程的高效建設。在水利信息化中使用遙感技術，能夠捕捉和獲取大量的數據信息，推動水利行業的信息化發展與建設。水利信息化在遙感技術中的應用已有數十年，越來越多的人意識到水利信息化中遙感技術的重要性。但目前仍存在較多問題，無法保障遙感技術的使用效果。指出了水利信息化中遙感技術的使用問題，以提高水利信息化的應用質量。

1 遙感技術

遙感技術是使用特定的設備輔助，使用遙感設備傳輸掃描與拍照勘測目標，以獲得有用信息數據，傳遞、處理和保存信息，分析搜集到的信息資源，從中提煉有用的內容，將信息發送給地面接收站，接收站按照獲取信息的重要性進行分析與判斷，得出相關結論。該技術不斷發展，已應用于航天航空與地面檢測中[1]。除此之外，在氣候、環境、農業等領域中也廣泛的應用與發展。使用遙感技術可以安全獲取各種數據信息，深度發揮數據信息作用，保障決策更加科學。

遙感技術功能突出，其使用了安全的方式獲取信息，從多維度、多角度對信息進行了精細化、精準化的處理，不論是數據處理速度還是數據獲取速度，都較為突出。遙感技術能夠實現數據的自動化處理，只要按照規定程序處理，就不會受其他因素的干擾，可提高數據處理效率與獲取能力。遙感技術能夠自動校正與計算數據，保障數據準確性。由于具有眾多優勢，因此使用范圍較廣[2]。

2 水利信息化中存在的遙感技術問題

在水利信息化建設中，遙感技術雖然發揮了重要的作用，但是隨著科學技術發展，其應用過程中也凸顯了一些問題，這在很大程度上限制了水利信息化的發展，其具體表現為以下三個方面：

一是遙感技術在水利信息化中的具體操作，整體水平相對較低。在信息化工作開展和實施中，遙感技術應用較為普遍，但是由于技術人員操作水平不高，導致水利信息化建設很難充分發揮遙感技術的全部優勢，這影響了水利信息化的發展。例如：將遙感技術應用與水利信息化建設融合時，沒有對操作人員進行培訓和再教育，很多操作人員憑借以往的工作經驗對遙感技術進行操作，影響了使用效果。由于受到各方面條件的限制，工作人員自身能力、水平有限，人才流失較為嚴重。遙感技術應用水平不高，無法真正發揮人才優勢，實現水利工程信息化建設的最佳效果。

二是缺乏遙感數據庫。在水利工程信息化建設中，涉及的內容較多，編寫復雜程度較高，很容易受到各種因素的影響。對目標進行實時監測能夠獲取重要數據信息，使用過程對于數據庫的要求較高，但目前還沒有建立完善的遙感數據庫，導致水利信息化建設中的數據處于零散分布狀態，未來還需要對其進行不斷完善，建立完整的遙感數據庫，避免影響監測工作的有力開展。

三是遙感技術自身存在缺陷。水利信息化建設工作實施過程中，使用遙感技術雖然能夠實現應用效果的最大化，但是技術使用過程中存在一定的缺陷，如遙感技術的簡易方法，整體水平不高，在混合光譜研究中，遙感技術的翻譯水平還處于初步發展階段，整體翻譯效果和水平并不理想。為了最大程度地提高水利信息化中遙感技術的使用效果，需要不斷促進技術發展。

3 遙感技術在水利信息化中的應用

遙感技術在水利事業中發揮了重要作用，能夠推動水利信息化發展與進步，幫助我國水利工程積累大量資源，依靠大量的信息，推動水利工程的進步發展[3]。我國水利是龐大的工程，很多領域都需要應用遙感技術，其具有十分重要的作用，具備勘察和監測功能。

3.1 遙感技術監測

使用遙感技術絕不能忽視其監測功能。水利信息化中，遙感技術監測作用十分顯著，可以完成地表水及水環境、水旱災害監測工作。

3.1.1 地表水

在水利信息化中，地表水的監測工作是非常重要的。監測期間，按照地表水性質，使用各種方法獲得準確的數據信息。濕地水體中，水底有大量土壤和植被，會在放射光譜作用下發生像數值變化。使用雷達及光學技術可獲得地表水資源，但信息并不精準[4]。使用形態學、水體指數法提取數據，則能夠準確獲得信息資源。要對各個地區的地表水監測，前提是各種時間段配準遙感圖像，這樣才能動態監測水資源，了解水資源變化，獲得地表水資源信息。此外，使用多時遙感圖像，如果有水資源變化情況，就可以提取其中的變化數據。使用激光雷達能夠定量估算變化數據，為后續深入了解地表水情況提供幫助，完成實時監測，獲得有用的信息。

3.1.2 水環境

監測水環境是水利信息化的重點內容，水環境評估的目的是了解水體信息，尤其是污染物及葉綠素狀況，這些信息的獲取可以充分利用遙感技術。遙感技術的使用能夠動態地對水環境水體信息進行監測，掌握信息，從而深入了解水環境狀況。有研究顯示，水中葉綠素濃度反映的是水體浮游生物數量情況，因此需要精準檢測。方法是應用遙感數據和水體光譜模型，計算葉綠素濃度。圖1為水資源遙感監測。

圖1 水資源遙感監測Fig.1 Remote sensing monitoring of water resource

從研究結果可以看到，水體懸浮泥沙含量表現的是水體的生態環境是否健康，因此需要監測懸浮的泥沙含量，用遙感反演技術精準獲得水體固態懸浮物的含量。該方法成本不高，還能同時監測水環境的其他污染物情況。

水體中含有各類污染，包括油污染、熱污染。不同污染需要使用不同方式監測，才能保障效果。如油污染需要使用水體光譜和表面散射信息，熱污染則要用到熱紅外傳感。遙感技術的使用可以準確判斷水體污染物質情況，如分布狀況，了解污染物來源，監測污染物變化。

監測水環境時，遙感技術作用十分顯著，可使人們充分了解了水環境，從水環境中獲得有用信息，對水環境的管理具有重要作用，可提供廣泛、準確的數據信息。

3.1.3 水旱災害

水旱災害會導致嚴重的經濟損失，圖2為遙感技術在水旱災害檢測中的應用。遙感技術大多被用于河流的實時監測，可及時監測洪水災害。使用遙感技術能夠了解水災，進行提前預防和處理，降低水害危害。使用遙感技術可創建水體淹沒模型，了解淹沒區域和降水量關系，作用十分突出。

圖2 遙感技術在水旱災害檢測中的應用Fig.2 Application of remote sensing technology in floods and droughts test

3.2 遙感技術勘察

遙感技術勘察效果非常好，水利信息化中有很多勘察內容，如勘察水文地質。規劃水利時也需要進行勘測調查，因此勘察工作十分重要。遙感技術的使用能夠令水利信息化工作變得十分順利。

勘察水文地質時，需要做好地下水資源信息的獲取，圈定和查找水資源。使用遙感技術勘察數據信息，提取有用的內容。地下水查找中，可以利用該技術判斷地下有沒有水源，了解土壤濕度、地質構造，判斷信息，了解地下水源情況。水文地質勘察對遙感技術的使用，可獲得地區遙感圖像。

3.3 規劃水利項目

水利工程建設需要重視遙感技術的使用。遙感技術的合理使用對調查工程地點、了解水資源狀況具有極大的作用。水利項目大多數的工地點是交通受阻、地處偏遠的山區，所以勘測難度非常大。使用無人機遙感能夠打破限制。配合使用近地無人機和衛星高清圖像，能夠實現圖像的高精度生成和傳輸，為水利工程的科學規劃與系統規劃提供充足資料。水庫一類的靜態工程使用遙感技術分析水層功能，可以了解水位的影響范圍，輔助決策水庫的防洪調度項目。工作人員使用遙感技術對工程區域的植被、地形地貌和交通信息進行提取，能夠令后續的水利工程設計與施工變得十分輕松。

4 遙感技術的未來發展趨勢

4.1 多樣化精細化獲取數據

在科技全面創新發展中，航空遙感為基礎的遙感技術，配合現代信息技術和計算機技術，實現了精細化、多樣化獲取信息的能力。采集數據信息中，遙感技術能夠從光譜維、角度維、空間維及時間維層面，獲得密集化數據信息。今后遙感數據的獲取，必然會呈現出精細化特征，使用遙感技術能夠獲得完整且精細的數據資源。

4.2 自動化處理數據

遙感數據的處理是由眾多環節組成的，包括創建模型、算法、矯正幾何等內容。處理期間有許多程序，不同的數據有著不同的模型和算法。研究人員需要使用多源異構的遙感數據，創建統一標準，使用數據自動化處理和反演算法，才能獲得精準的數據參數，為創建普適性出眾的遙感模型奠定基礎，確保模型、算法及數據資源的共享，推動遙感技術自動化處理數據。自動化處理最大的優點是效率高、速度快，不易受到人為因素的干擾。遙感技術可以準確、快速獲得地表信息，自動化處理數據，提高數據的獲取效率。

4.3 定量化參數反演

過去的數據獲得能力有限，數據獲取方式與手段缺陷較為突出，沒有足夠的數據，困擾著人們。高光譜遙感技術的出現，可以從多角度使用傳感器獲得數據，更加方便和快捷，質量大幅度提高。使用中，參數定量轉化為高精度參數，可有效使用數據。遙感技術的發展，實現了理論的深化研究，創新了技術模型，對今后的定量化使用技術來說，具有重大意義。

5 結語

水利信息化中，遙感技術的應用作用突出，能夠實現不同方向的水利信息勘察與監測，保障水利信息化數據的質量和效率。目前，水利信息還沒有充分發揮遙感技術的價值和效果，需要不斷完善遙感技術，提高技術效果，進行針對性的研究，推動技術穩步發展。