摘要：本文利用高清卫星影像图，通过图像配准，岸线提取等手段，对塔里木河中游河段进行了河道演变分析，并依据分析结果，对跨越此段河道的线路工程提出合理建议。
关键词：河道演变，遥感影像
1前言
遥感（Remote Sensing）是一种远距离、非接触的目标探测技术和方法。通过对目标进行探测，获取目标的信息，然后对所获取的信息进行加工处理，从而实现对目标进行定位、定性或定量的描述[1]。
河流演变就其演变形式而言，可分为纵向演变和横向演变两类，河道纵向演变，即河道冲淤变化；河道的横向演变，即主河槽的左右摆动及对河岸的侵蚀[2]。特高压等电力工程经常要跨越河流，河流的演变对杆塔定位和塔基稳定性起到重要的作用。
本文在塔里木河中游选取一段为目标区，将遥感技术应用于电力工程的河道演变分析过程中，对此段河道演变过程及趋势进行分析。
2遥感技术在水利行业的发展概况
遥感技术在水利行业的应用始于20世纪80年代，经历了学习、试验、应用和发展几个阶段。目前遥感技术主要应用于洪涝灾害的监测评估、水资源和水环境调查、土壤侵蚀和水土保持、河道及水库泥沙淤积监测、河湖及河口演变调查、土壤水分及旱情监测等方面。[2]
随着遥感技术的不断发展、空间分辨率的不断提高，遥感技术在水利行业中的应用也越来越成熟。由于遥感影像具有高分辨率、多时相、多波段的观察手段[3]，可取得同步、直观、长期、连续、动态、实时地貌信息，相较于传统分析方法遥感技术对电力工程中河道演变分析具有明显优势。
3方法介绍
利用专业的遥感软件，提取目标区域不同时段的遥感影像；经过影像配准等，使不同时段的遥感影像配准为同一坐标系统下的影像图；通过不同时段的遥感影像图，提取相关河道信息，如：河岸线，主河槽等；将不同时段的河道信息进行对比，对河道岸线的变化情况和演变趋势等情况进行分析。
4目标区概况
塔里木河是我国最大的内陆河，由阿克苏河、叶尔羌河、和田河汇合而成，全长1321km，流域面积约35万k㎡，塔里木河多年平均径流量为49.8亿m³，多年平均流量为157.9m³/s，最枯流量为0.42 m³/s。最大洪峰流量2520 m³/s。塔里木河年径流量变化大，河道漂移不定，含沙量高，多年平均含沙量为4.3kg/m³，洪水期含沙量6.5kg/m³，枯水期含沙量0.42kg/m³。
目标区位于塔里木河中游的平原灌区，此段河道蜿蜒曲折，河道坡度较平缓，河槽单一，两侧坎高约1.0～3.0m，河岸多为砂质土壤，河道两岸为农田。受洪水冲刷影响，河道演变明显。
5河道演变
本文采用google earth卫星影像资料，分别采用2003年、2009年、2014年三个时段塔里木河段的卫星形象图，如下图：
（a）2003年河道 （b）2009年河道
（c）2014年河道
图1 不同时段河道卫星影像图
通过对塔里木河段2003年、2009年、2014年三个时段的卫星影像图的对比，可发现，此段河道蜿蜒曲折，河流影响区域较为广阔，最宽处可达2～3km。主河槽在此区域内的摆动和冲淤变化，使河流影响区域的范围和区域在2003年～2014年之间的变化较为明显。
将河道影响区变化较为明显区域分别划分为弯道一和弯道二，根据对不同时段影像图的对比可发现：
（1）弯道一区域，相较于2003年，2009年河道影响区范围变的更为广阔，而2014年则相对减小。主要是由于这一区域2009年时，河道凹岸冲刷起主导作用，使得河道影响区域进一步扩大；而到2014年时，此区域河道凸岸淤积起主导作用，由于凸岸常年的淤积，使得河道进一步远离凸岸原先影响区域范围，由于人类活动的影响，在卫星影像图上则体现为河道影响区域变小。
（2）弯道二区域，相较于2003年，2009年河道影响区范围相对减小，而2014年影响区范围及位置发生一定的变化。主要原因为：2009年时，由于河道凸岸冲刷，是河道向北移动，而凹岸淤积，使得原有的影响区域变小；而2014年时，由于河道冲淤变化，使得河道发生了一定范围的摆动，因此河道影响区域的范围和位置都发生了一定的变化。
对三个时段卫星影像图进行配准，提取不同时段主河道及河岸信息（见图2），对不同时段的河道信息进行对比，分析此河段河道演变趋势。
（a）2003年河道 （b）2009年河道
（c）2014年河道 （d）不同时段主河槽信息
图2 不同时段卫星影像及主河槽信息对比图
根据卫星影像图提取的主河槽信息对比可发现，2009年和2014年的主河槽相较于2003年发生了较大范围的摆动，主要原因是因为塔里木河自2000年开始进行生态输水，而此河段在此之前经常发生断流等现象，2000年生态输水后，河道摆动幅度较大，此后多次的生态输水，使得河槽在一定程度上趋于稳定，因此2009年和2014年主河槽形态相对变化较小。
根据2009年和2014年主河槽信息对比，弯道一区域，主河槽较为稳定，凹岸冲刷趋势和凸岸淤积趋势不明显；弯道二区域，凹岸冲刷趋势和凸岸淤积趋势都较为明显，且此区域河槽不稳定，摆动幅度较大。弯道二左（北）岸为凹岸，呈冲刷趋势，岸线自2009年至2014年冲刷宽度约192m（年平均冲刷速率约38.4m/年）；弯道二右（南）岸为凸岸，呈淤积趋势，岸线自2009年至2014年淤积宽度约240m（年平均淤积速率约48m/年）。
从摆动幅度看，弯道一区域，河槽在小范围（摆动范围在100m以内）发生摆动；弯道二区域，河槽摆动幅度较大，最大摆动范围约350m。
6电力工程中应用
根据遥感影像，对此段河道不同区域的河道演变趋势进行分析，根据分析结果，输电线路工程如跨越此段河道，建议从弯道一区域跨越，与岸线需保持100m以上的安全距离；如线路需从弯道二区域跨越，则建议线路尽量远离河槽，与岸线需保持350m以上的安全距离。
7结论与不足
本文利用高清遥感影像资料，经影像生成、影像配准、岸线提取、对比分析等步骤，探讨遥感影像在河道演变分析中的应用，并采用该方法对目标区河道演变趋势进行了分析，并根据此分析结果应用于电力工程之中。
传统分析方法通过调查、地形图、实测等手段，以点、线为主的分析方法，受地理位置、资料等诸多因素的局限，往往在资料的存储、可靠性、完整性和全面性等方面存在明显不足，特别是在人类活动较少或无人类活动地区，更是一般只能靠经验、地形地貌、地物辨别来分析；而利用遥感影像资料进行分析则能很好的解决这些问题。
存在的问题是，首先目前可用的商业高清遥感卫星资料年限一般较短（各地区不完全一致），在分析河道演变趋势不够全面。其次目前各商业遥感卫星的高程精度较低，以此对河道纵向演变进行分析，则可靠性和稳定性不足。
参考文献：
1.朱述龙，张占睦.遥感图像获取与分析[M].北京：科学出版社，2000.4.
2.中国电力规划设计协会.电力工程水文气象计算手册[M].武汉：湖北科学技术出版社
3.李纪人.遥感与水利事业发展[J].水利水电科技进展，1999，19（5）：7-10
4.濮静娟.遥感影像目视解译原理与方法.北京：中国科学技术出版社，1992.
论文作者:吕云海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：河道论文; 遥感论文; 河槽论文; 影像论文; 塔里木河论文; 弯道论文; 区域论文; 《基层建设》2018年第22期论文;