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摘要:随着经济发展科学技术不断进步,遥感技术在水文水资源领域中得到了广泛的应用。在水文水资源领域中使用遥感技术可以在研究中获得大量的第一手资料从而节约了大量的时间和成本,使用遥感技术可以促进水文研究工作的顺利进行。本文从遥感技术的概念以及特点出发,对遥感技术在水文水资源中的应用进行了详细的分析研究。
关键词:遥感技术;水资源;水文管理
引言:当前随着我国遥感技术研究的不断深入,遥感技术在许多领域都得到了广泛的应用,尤其是在水资源研究管理当中。目前在水资源研究领域当中通过应用遥感技术获得了大量的一手资料,在降低研究成本的同时提高了工作效率,在很大程度上促进了水文研究工作的进展。
一、遥感技术概念及特点
遥感技术是20世纪60年代根据电磁波理论展起来的一种探测技术,它通过应用各种传感仪对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息进行收集和处理,从而形成图像,以达到对地面各景物目标进行识别和探测的目标。遥感技术是一项综合性较强的探测技术,可满足现实生活中不同的需求,如在气象观测、资源考察、地图测绘等方面都有应用。遥感技术的特点在于速度快、质量高,遥感技术应用在水文勘测领域中,不仅可以简化工作程序,节约人力资源,提高工作效率,而且其工作成本低,测量信息数据量大,可以给研究者提供全方位的可靠数据。我国1998年长江抗洪救险中,就是利用了卫星所提供的图形对水情进行的分析。具体来讲,遥感技术在水文领域应用的优势可以归纳为:
1、信息量大,可实现全天候监测
应用遥感技术在能够获得可见广波的同时还能够获得红外线、紫外线、微波波段等信息。并且通过成电脑呈像的方式把肉眼不可见的物体通过画面的形式体现出来,减小水文工作人员的工作难度。此外遥感技术最大的优点就在于不受极端天气的影响,在有云雾、冰层、植被等情况下依然可以实现全天监测,扩充水文勘测的范围,加强对水文变化规律的认识。
2、没有地域局限性
在没有引入遥感设备前,传统人工作业进行水文勘探采集资料时,经常会受到极端恶劣天气、复杂多样的地形例如海洋、沙漠、冰雪等恶劣环境因素影响。在一些人烟稀少的雨林、沙漠等地区,人工收集资料往往会遇到极大的困难,即使取得数据,数据资料也不完善。如果在收集资料时应用遥感技术则可以很好的避免这些问题,同时,遥感技术还不受地域与国界的限制,可以更加全面的收集数据与资料,从而促进水文研究的精准度与科学性。
3、收集资料快捷
应用遥感技术使用陆地卫星实现全球覆盖成像的时间仅为十六天,如果应用多颗卫星同时进行作业,还可以在很大程度上缩小勘探的周期,节省时间。而在传统的人工勘测时周期通常较长,而且会经常受到其它因素的干扰而延长周期。因此,利用遥感卫星技术效率高,周期短。
4、可一次性获取大范围内的地物信息
遥感技术探测范围大,尤其是当陆地卫星的轨道高度达到910 km左右时,通过遥感技术一次就能覆盖到地面34000 km2左右的面积。这样宽阔的取相视域相对于人工实地勘测来讲有着巨大的优势。
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二、水文水资源领域中遥感技术的应用研究进展
1、水文水资源调查中遥感技术应用研究
水文水资源调查中,涉及的内容较多,如蒸发量、地下水、降水量都是监测的主要内容。将遥感技术引入,主要表现为:第一,蒸发量测量中遥感技术的应用。技术应用中,主要强调在地表能量、质量转化下实现勘测,通过遥感技术可使蒸发量估算更加准确。其中的几何计算模型可用于检查点误差的确定,且在野外采点数据的应用下,完成测量检查目标,整个监测过程中,控制点坐标的采集可由数字化仪实现。第二,降水量测量中遥感技术的应用。结合既往研究资料可发现,国内外许多地区在研究降水空间分布情况时,多借助遥感资料,特别在雷达观测站少、雨量监测站少区域,遥感资料更加重要。现行降水量监测中,遥感技术的应用主要以航空飞机、气象卫星、雷达等作为遥感信息源,其中估算大范围降雨方面以气象卫星为主,短时间内局部地方降雨量监测以雷达为主。第三,地下水监测中遥感技术的应用。水文水资源监测中,地下水监测较为复杂,受许多因素影响,所获取的监测结果并不准确。将遥感技术引入其中,可借助地形地貌、地表植被特征,实现地下水勘测数据获取的目标。尽管该方法应用下,难以直接进行地下水的监测,但通过地表植被信息成像,破译后仍可获取水文信息,达到地下水监测的目标。
2、水资源保护中遥感技术的应用研究
水资源保护中,需监测的指标较多,如富营养化、悬浮物以及水污染情况等。首先,从富营养化监测看。一般水体富营养化以藻类富集为标志,因为藻类光合作用的实现主要借助其细胞叶绿素,这便说明其光谱特征相似于陆地植被。监测过程中,仅需对叶绿素在可见波长中出现的绿色光谱反射峰观测即可。其次,监测悬浮物。作为水质情况指标之一,悬浮物浓度是水资源保护中监测的关键,湖泊、水库环境在悬浮物扩散、沉降以及分布下都会受到影响。若水体中悬浮物保持过高的浓度,在反射波段范围上也将扩大。遥感技术应用下,一般以反演模型监测悬浮物浓度。
最后,监测水污染。该监测过程中,可细化为常规水污染、突然性水污染两种类型的监测。其中在常规水监测方面,当水体存在污染情况时,水体许多指标如温度、密度、透明度与颜色等都有一定变化,这些变化将会使水体反射率呈现一定特征,而相应的遥感图像上将有灰阶、纹理、色调以及形态方面的特征。由此可见,遥感技术应用下,对于水体污染面积、污染浓度、污染范围以及污染源等,都可通过遥感图像识别,而其中的数据也可应用持续跟踪监测污染情况。另外,在突发性水污染方面,通常针对部分有突发污染情况的流域,对饮用水安全产生威胁,此时将遥感技术引入,主要以卫星或小型飞机,追踪污染过程,追踪所获取的数据可用于拦截污染物方案制定的参考信息。
3、洪涝灾害评估中遥感技术的应用研究
从广义上讲洪涝灾害属于水资源领域范围内,但是洪涝作为自然灾害,其危害性大波及范围广,一旦处理不好就会造成大量的直接或间接损失,直接危害到人类的生命与财产安全。在洪涝治理中引用遥感技术可以对洪水泛滥面积、淹没范围进行更加精确的测定,为治理洪涝灾害提供准确的依据。因此,在洪涝灾害治理中引用遥感技术可以对灾情进行更加准确的评估。
4、其他应用研究
除上述应用研究外,当前水文水资源领域中遥感技术的应用也体现在水域解译方面。水资源本身在红外波谱吸收性上较强,且反射率较低,这些特征在遥感图像上表现更加明显,所以水域解译方面遥感技术的应用可取得明显效果。例如,目标物为池塘或水库,遥感影像解译中成像颜色以暗蓝色或黑色为主,有清晰的面状与边界特征。再如目标物为含砂、有水河流,遥感成像颜色以白色、暗蓝以及淡蓝为主,呈线条弯曲特征。这便说明水域解译中,遥感技术的应用可通过遥感影像解译标志的获取达到解译的目标。
结语:通过以上分析研究可以看出,在水文研究领域中应用遥感技术可以提高水文监测工作的精确度以及工作效率,促进水文工作的长久发展。目前,在科学技术不断更新的促进下,遥感技术也在飞速发展,其性能也在逐渐强化与更新,在这一过程中我们还需要加强对水文工的研究,不断总结经验应用新技术,让水资源更好的造福人类。
参考文献
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[3]张文明,董增川,钱蔚,朱成涛.遥感技术在水文水资源领域中的应用研究进展[J].节水灌溉,2007(08):24-28+32.
论文作者:谢德淮1,李娜2,余舟3
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/5
标签:遥感论文; 水文论文; 技术论文; 水资源论文; 悬浮物论文; 领域论文; 水体论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;