摘要:随着遥感技术不断的发展进步和遥感技术应用的不断深入,将在未来的国民经济建设中发挥越来越重要的作用。把遥感技术运用到水利工程中,解决了水利工程建设周期长、技术条件复杂、,勘探设计、工程实施和验收等方面问题,极大提高水利信息资源的共享程度和应用水平,全面提高了水利建设的效益,对水利工程信息化研究具有重要现实意义。因此,本文对水利信息化中遥感技术的运用及发展趋势问题进行分析。
关键词:水利信息化;遥感技术;运用;发展趋势
上世纪六十年代,遥感技术开始在我国各大领域广泛应用起来,推动了我国各个领域的信息化建设步伐,在水利事业方面自然也不例外。遥感技术在水文地质探测、农村水利监测、水土保持、地质灾害探测以及水利工程的建设与运行方面都发挥着重要作用,本文将对此做详细介绍。
1遥感技术的内涵
遥感技术(RS)是一种集数据获取、处理、分析和定量表达于一体化的综合对地观测技术。作为人们获取信息的主要手段,遥感技术起源于20世纪60年代。在漫长的发展过程中,遥感技术先后经历了地面遥感、航空遥感及航天遥感的发展历程。作为人们获取地理信息的重要手段之一,遥感技术在植被监测、地质水文监测、土地利用等多个领域被广泛使用。在全国水利信息化发展的“十二五”规划纲要中,国家倡导在建设、使用常规信息采集设备的同时,在水利信息化建设过程中,将遥感技术广泛应用于水利信息基础设施、水利信息化工程及水利综合建设中来,提出在水利工程建设中引入遥感技术等新方法的有效使用。
2水利信息化中遥感技术的运用
2.1水文地质测绘方面
进行水文地质测绘工作时使用遥感技术有着显著的工作成效。第一,所画出的地质界线有很高的准确性,能够深入的解读地层结构,并且能够获得隐伏断裂以及活动断裂方面的数据。第二,由于遥感图像能清楚地反映水系、水体、湿地、地下水浅埋带、泉水和泉水溢出带等与水文地质密切有关的现象,能比较准确地判断地下水补给、径流、排泄等水文地质条件。第三,用遥感技术可以大大加快水文地质普查速度,特别是在自然条件复杂、交通困难地区的普查工作中,更能显其优越性。例如:利用各种传感器的影像制作卫星影像图,先在所需制作影像图的区域内,均匀选取一些控制点,点数与区域大小和选择的纠正模型要求有关,区域面积大,适当多选一些。点的坐标可根据比最后制作影像图大一个等级的比例尺的地形图上读取或用GPS或其他测量工具实地测定。
2.2遥感技术在水资源监测中的应用
遥感技术在水利信息化中被广泛运用,其中包括地表水调查、水文地质调查等方面。对于水资源来说,使用遥感技术会比以前传统的方法更快捷,而且更加全面,收获更大,投入的人力、物力比之以前都小得多,监测范围越大,这方面的优势越明显。
2.2.1调查地表水
通过光学或者是雷达都能够捕捉到河流、湖泊的图像,因为河流和湖泊是水体性质,而且它们与一般陆地表面的物理差异比较大。但是,水体发生变化的时候,如出现含沙或水深发生变化时,图像就会发生变化。再者,湿地受到了植被的影响以及受到土壤反射的干扰,这样的图像就不准确。面对这些复杂的情形,就出现了如阈值法、水体指数法、分类法、形态学发以及综合方法等的计算机自动识别方法,并且这些方法在不同的地方取得了不错的效果。为了达到动态监测的目的,遥感图像在不同时间不同地区进行配准,就可以监测到地表水资源的变化过程。
2.2.2调查水文地质
通过遥感数据找寻地下水资源是一种重要的途径,也是确定位置的主要依据。通过遥感图像可以直接显示出地下水在地表的形态。众所周知,地下水为植被的生长提供了条件,其土壤湿润,因此生长得比较茂盛。植被覆盖区域和地表裸露区计算土壤水分是不一样的,前者是通过植被的发育状况或者植被的蒸腾作用来计算土壤水分,后者是计算地表热惯量反演土壤水分。另外,获取高分辨率土壤水分数据可以通过微波遥感。
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2.3水环境监测中的遥感
2.3.1叶绿素含量
监测叶绿素含量是为了了解水体中浮游生物的分布指标,同时也是作为监测初级生产力和富营养化的参数。为了能够实现对水体中叶绿素等有机质的估算,可以建立一个数学模型,是关于遥感数据与不同叶绿素浓度水体光谱的模型。我国的研究人员通过卫星遥感和模拟数据在监测水体叶绿素反演模型的过程取得了较好的成果,而且研究的范围及其广泛,不是局限在一个小的地方。
2.3.2固体悬浮物
水体中的悬浮泥沙作为维护河道治理、保障水利发电、维持农业灌溉正常运行中必须监测的关键参数,同时也是反映水体周边生态环境是否健康的重要指标。遥感技术在这里的运用比传统采样分析的方法监测范围大,速度更快,能了解实时动态,而且这里的遥感监测具有成本低且易于长期监测的优点。这种遥感技术已经在水库、泥沙和洪水等方面的监测中得到了广泛运用。
2.3.3其他水污染
除了以上的情形,遥感技术在水面溢油、水异常和水污染等不正常情况出现时也能起到监测的作用。
2.4遥感对水旱灾害的监测
洪涝灾害是我国在汛期多雨季节所频繁发生的自然灾害,常常会由于连续数天或者持续一星期的暴雨,而使江河湖泊的水位异常升高,水流冲破堤岸并大量涌入人们生活的区域,淹没农田、房屋,给人们的生命及财产带来危害。遥感技术能够对洪涝灾害的作业面积进行较为合理的估计,利用电磁波对于水体进行识别,并从遥感影像上快速提取水体的覆盖范围。另外,遥感检测设备具有多时项动态检测以及多周期的特点,可以对洪灾相关信息数据进行准确并及时的收集,来为灾后的相关重建工作提供重要的信息。
3遥感技术在水利工程方面发展趋势
3.1水利遥感数据丰富
随着雷达技术、高光谱技术、无人机技术以及卫星集群技术的飞速发展,水利遥感应用采用的遥感数据源方面朝着高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和新兴雷达遥感的方向发展,极大地丰富了水利遥感的数据源。目前国外水利遥感数据源空间分辨率普遍达到了米级,高光谱分辨率的遥感数据也大量应用,另外,新兴的雷达遥感数据也越来越多地得到应用。
3.2水文参数获取定量化
定量遥感是当前国内外遥感应用的发展方向,也是水利遥感的发展趋势。定量遥感主要是通过实验的或物理的模型将遥感信息与观测目标参量联系起来,将遥感信息定量地反演或推算为某些地学、生物学及大气等观测目标参量。
3.3水利信息提取智能化
目前,影像识别和影像知识挖掘的智能化是遥感数据自动处理的研究获得了重大突破,遥感数据处理工具不仅可以自动进行各种指标处理,而且,可以自动或半自动提取水系、土地利用等信息,极大提高工作效率。
3.4水利遥感应用网络化
网络技术已不仅仅是一种单纯的技术手段,它已演变成为一种经济方式----网络经济。大量的水利遥感应用正由传统的方式(客户机/服务器)向(浏览器/服务器)方式转移。
结束语:
遥感技术在水利信息化中的有效使用,是以水利信息化及遥感技术自身发展为基础和前提的。遥感技术以其独特的优势,在水资源评价、水环境监测、水利工程建设监测等多个领域被广泛应用,其具有广阔的发展前景。
参考文献:
[1]遥感技术在水利信息化中的应用综述[J].董静.水利信息化.2015(01)
[2]温俊辉,任耶西,修镜洋,等.遥感技术在水利信息化中的应用综述[J].城市建设理论研究,2016(8)
论文作者:李勇,刘瑞瑞,李振
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
标签:遥感论文; 技术论文; 水利论文; 水体论文; 水文地质论文; 叶绿素论文; 植被论文; 《基层建设》2019年第2期论文;