論遙感水文耦合模型的研究與進(jìn)展

【摘要】水文學(xué)研究與水文監(jiān)測(cè)工作的開展對(duì)于指導(dǎo)水資源的合理利用以及保護(hù)生態(tài)壞境而言都發(fā)揮著重要的作用，遙感技術(shù)在水文學(xué)中的應(yīng)用，很大程度上提高了水文學(xué)研究工作的開展效率，也為實(shí)際水文工作的開展提供了有力的技術(shù)支持。為促進(jìn)水文學(xué)、水資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)等研究工作的順利有效開展，本文將針對(duì)遙感水文耦合模型的研究與進(jìn)展展開探討。

【關(guān)鍵詞】遙感水文；耦合模型；研究；進(jìn)展

一、遙感水文技術(shù)的應(yīng)用途徑

遙感水文技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用途徑主要包括直接運(yùn)用和間接運(yùn)用兩個(gè)方面，直接運(yùn)用方面主要是通過遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)降雨量變化的估算，對(duì)水體面積變化的推算，對(duì)冰川積雪融化狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，對(duì)洪水發(fā)生后整個(gè)過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等，進(jìn)而為水資源的控制與管理提供有力的指導(dǎo)與參考依據(jù)，如對(duì)于水體面積變化的推算與對(duì)于洪水過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)就能夠在防洪減災(zāi)工作中發(fā)揮重要的作用。間接運(yùn)用方面則要是通過遙感技術(shù)所獲取的水文相關(guān)資料與數(shù)據(jù)，為水文觀測(cè)研究過程中的參數(shù)與變量推算提供數(shù)據(jù)與資料支撐，一般是通過相關(guān)統(tǒng)計(jì)模型與概念性水文模型來對(duì)遙感觀測(cè)檢查中獲取的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，求得諸如徑流、水質(zhì)、土壤水位等水文變量，在一些較為復(fù)雜的水文變量估算工作中，遙感技術(shù)的運(yùn)用能夠大大提高工作開展的效率與經(jīng)濟(jì)性，并保證估算結(jié)果的可靠性，其所發(fā)揮的價(jià)值的不容忽視的。

二、遙感水文耦合模型的主要分類

1.遙感信息與地面同步實(shí)測(cè)資料的回歸模型

這是一種較為適用于大型流域及長(zhǎng)時(shí)段水資源規(guī)劃管理工作的遙感水文耦合模型類型，該類型的最主要特點(diǎn)是缺乏物理機(jī)制，也正因此，這一模型在時(shí)空分辨率方面相對(duì)較低，對(duì)于短時(shí)段精確監(jiān)測(cè)與規(guī)劃則相對(duì)較為乏力。

2.遙感信息作為參數(shù)在各類水文模型中的應(yīng)用

這一類型主要是將遙感技術(shù)所獲取的相關(guān)信息以參數(shù)形式參與到水文變量的估算當(dāng)中，或是通過對(duì)原有水文模型結(jié)構(gòu)的調(diào)整，與空間特征較為明顯的遙感資料相耦合，構(gòu)成新的遙感水文模型，進(jìn)而應(yīng)用于實(shí)際的水文研究與水資源規(guī)劃管理工作當(dāng)中。

3.應(yīng)用遙感資料的水量平衡模型

這一類模型的主要特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)清晰，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)較大的累計(jì)誤差，在應(yīng)用這一類模型時(shí)，往往還需要通過其他的手段進(jìn)行輔助校驗(yàn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，如在進(jìn)行徑流量估算時(shí)，就可以將遙感信息與地面實(shí)測(cè)資料相校對(duì)，更加準(zhǔn)確的掌握降水、區(qū)域蒸散發(fā)和土壤持水量等方面的變化情況，從而求得準(zhǔn)確的徑流量。

三、遙感水文耦合模型的研究進(jìn)展

1.國(guó)外遙感水文耦合模型的研究情況

國(guó)外在遙感水文耦合模型的研究方面起步較早，最早的研究可追溯到上世紀(jì)七十年代末期，當(dāng)時(shí)研究的重點(diǎn)在于通過遙感資料提取流域地物信息以及估算水文模型參數(shù)，在土壤分類和融雪徑流參數(shù)及損失參數(shù)的估算方面取得了良好的效果。在這一階段的研究中，部分研究者通過分析發(fā)現(xiàn)，地表徑流、壤中流和補(bǔ)給的基流對(duì)時(shí)空尺度有著較高的敏感度，并且蒸散發(fā)與河道入流的組分也存在一定的敏感性。而后期的研究相對(duì)更加注重以遙感信息為基礎(chǔ)對(duì)模型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，如結(jié)合RS技術(shù)在SVAT模型基礎(chǔ)上通過改造和優(yōu)化獲得的PROMET模型，就實(shí)現(xiàn)了針對(duì)場(chǎng)地尺度、中尺度、小尺度三種不同尺度下蒸散發(fā)空間分布規(guī)律的有效模擬分析，并在實(shí)際的水文研究與水資源管理中取得了較好的應(yīng)用效果。再如MIKESHE模型中遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用，就有效創(chuàng)新了土壤濕度、降雨、葉面積測(cè)定的方法，這一方法在塞內(nèi)加爾河流域水文研究的實(shí)際工作中也發(fā)揮了十分積極的作用與價(jià)值。

2.國(guó)內(nèi)遙感水文耦合模型的研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)在遙感水文耦合模型的研究方面起步相對(duì)較晚，但經(jīng)過無數(shù)研究者的不懈努力，以及對(duì)國(guó)外相關(guān)研究成果的分析與借鑒，也使得我國(guó)在該領(lǐng)域的研究中獲得了較大的進(jìn)展，現(xiàn)階段我國(guó)在遙感水文耦合模型的研究上，主要側(cè)重于運(yùn)用遙感資料獲取流域水文模型的輸入和參數(shù)率定方面，如部分研究者利用陸地衛(wèi)星影像獲取流域的下墊面資料，并對(duì)流域進(jìn)行了合理的分區(qū)，結(jié)合氣象雷達(dá)對(duì)雨區(qū)的雨面量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，在河流水體洪水預(yù)報(bào)中取得了較好的應(yīng)用效果。也有研究者通過Landsat TM的遙感影象資料直接或輔助應(yīng)用來確定水文模型參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)河流日、月、年徑流的高精度動(dòng)態(tài)模擬，這也為河流水文監(jiān)測(cè)與研究工作提供了有力的支持。部分學(xué)者在研究中還結(jié)合了GIS和RS兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效的滿足了研究中對(duì)于流域地形地質(zhì)特征信息的提取以及對(duì)植被土地利用情況的觀測(cè)分析的需求，同時(shí)進(jìn)行歷年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，最終準(zhǔn)確的掌握了所調(diào)查流域徑流量的相關(guān)影響因素，及各自的影響關(guān)系，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行建模，其在其他相關(guān)的水文研究工作中也具有著重要的參考價(jià)值。

3.未來遙感水文耦合模型的發(fā)展前景

基于遙感水文耦合模型在資料支持上的長(zhǎng)期性、動(dòng)態(tài)性與連續(xù)性的優(yōu)勢(shì)，也使其獲得了越來越廣闊的發(fā)展空間，結(jié)合當(dāng)前相關(guān)研究的總體趨勢(shì)，可以預(yù)測(cè)在未來遙感水文耦合模型應(yīng)該是向著更加集成化、精準(zhǔn)化的方向發(fā)展，水文模型與GIS、RS功能模塊的集成的相關(guān)研究現(xiàn)已存在，未來這種集成化將會(huì)得到進(jìn)一步完善，數(shù)據(jù)的匹配性與利用效率都將得到進(jìn)一步提高。精準(zhǔn)化方面，未來在遙感信息與水文數(shù)據(jù)的獲取精度上將會(huì)有所加強(qiáng)，相應(yīng)傳感器的時(shí)空分辨率將很大程度上得到提高，進(jìn)而能夠更容易的實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感圖像的精確解讀與分析，使更多的數(shù)據(jù)資料能夠被直接利用，這也將使遙感信息數(shù)據(jù)得到更加充分有效的利用。

結(jié)語：

近年來遙感水文耦合模型在我國(guó)水文研究領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用，并且取得了許多有價(jià)值的研究成果，而要想充分發(fā)揮遙感水文耦合模型的作用與價(jià)值，還需要對(duì)其展開更為深入的研究與分析，準(zhǔn)確了解和把握遙感水文耦合模型的應(yīng)用特點(diǎn)以及其發(fā)展的方向，從實(shí)際的需求出發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)遙感技術(shù)與水文模型在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域的有機(jī)融合，這也是推動(dòng)我國(guó)水文研究領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的必然選擇。

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