遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用分析

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前遙感技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，而遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用，也為水文水資源的相關(guān)研究做出了非常大的貢獻(xiàn)。遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用具有節(jié)省人力資源、拓寬勘測(cè)地域、縮短勘測(cè)時(shí)間等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了水文水資源數(shù)據(jù)信息的高效提供。本文從遙感技術(shù)的概念及在水文水資源勘測(cè)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)入手，先介紹了水文水資源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，然后詳細(xì)分析了遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的具體應(yīng)用，希望能借此給予相關(guān)人員一定參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；水文水資源；勘測(cè)；應(yīng)用

水資源是人類賴以生存以及發(fā)展的不可或缺的最為重要的物質(zhì)資源之一，是生命的源泉?？梢哉f在地球上哪里有水，哪里就存在生命，水資源是一切生命活動(dòng)的起源。水資源不僅僅是地球上最為珍貴的自然資源，同時(shí)也是不可替代的唯一資源，因此水資源必須得到合理、科學(xué)的開發(fā)利用，并做好相關(guān)保護(hù)工作。而在這個(gè)開發(fā)利用以及相關(guān)保護(hù)工作的開展過程中，要想提高工作效率和工作質(zhì)量，為相關(guān)方案的制定提供正確的數(shù)據(jù)信息參考，就離不開對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用?；诖?，本文試圖對(duì)遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用展開詳細(xì)的論述分析，希望能對(duì)促進(jìn)我國(guó)水文水資源勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步產(chǎn)生一定助益。

1、遙感技術(shù)概述

1.1 遙感技術(shù)概念

遙感技術(shù)的興起時(shí)間為20世紀(jì)60年代，其實(shí)屬于探測(cè)性技術(shù)范疇，有著非常強(qiáng)的適用性和綜合性，通常應(yīng)用于資源考察、地圖測(cè)繪、氣象觀測(cè)、地形勘測(cè)等諸多方面，并在其中發(fā)揮著非常重要的作用。具體來說，現(xiàn)代遙感技術(shù)他是一種以電磁波理論作為理論基礎(chǔ)而發(fā)展起來的一種技術(shù)，在傳感器的作用下，通過對(duì)遠(yuǎn)距離被探測(cè)目標(biāo)所輻射以及反射的電磁波信息的分析，從而獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)信息，再將這些數(shù)據(jù)信息通過收集與整理形成影像集合后，就能夠完成對(duì)各種遠(yuǎn)距離被探測(cè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)識(shí)別和探測(cè)?，F(xiàn)代遙感技術(shù)因其操作成本低、探測(cè)速度快、探測(cè)數(shù)據(jù)信息質(zhì)量高、探測(cè)數(shù)據(jù)信息數(shù)量多等明顯優(yōu)勢(shì)，在不同的領(lǐng)域迅速得到了廣泛的應(yīng)用。而之所以要在水文水資源勘測(cè)中應(yīng)用到現(xiàn)代遙感技術(shù)，最主要的目的也是因?yàn)楝F(xiàn)代遙感技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)能夠在水文水資源勘測(cè)中得到充分的發(fā)揮。

1.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，不存在地域局限。在采集水文水資源資料的過程中，如果采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)方法，就很容易受到復(fù)雜地形、以及惡劣天氣等環(huán)境因素的干擾，尤其是沙漠、海洋又或冰雪以及一些人煙非常稀少的地區(qū)，這些地區(qū)常常存在一定的危險(xiǎn)性，不僅會(huì)給人工作業(yè)造成極大妨礙，而且也會(huì)造成收集到的數(shù)據(jù)信息存在不完整的情況。而運(yùn)用遙感技術(shù)就可以很好地規(guī)避這一問題，由于遙感技術(shù)不受地域約束的優(yōu)勢(shì)，因此可以實(shí)現(xiàn)水文水資源相關(guān)信息資料和數(shù)據(jù)的全方位收集，這對(duì)于確保水文水資源數(shù)據(jù)信息的完整性，以及提高水文水資源研究的精確性與科學(xué)性具有尤為重要的意義和作用。其次，數(shù)據(jù)信息收集速度快捷。在遙感技術(shù)中，陸地衛(wèi)星對(duì)地球?qū)崿F(xiàn)全覆蓋成像所需時(shí)間僅要16天左右，倘若是多顆陸地衛(wèi)星同時(shí)作業(yè)，還能夠使得探測(cè)周期成倍的減少。與此形成鮮明對(duì)比的是，傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式原本就探測(cè)周期長(zhǎng)，再加上在探測(cè)過程中還很容易受到一些外界因素的干擾，進(jìn)而導(dǎo)致探測(cè)周期延長(zhǎng)。因此將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中，不僅探測(cè)周期縮短，而且還能進(jìn)一步提高探測(cè)效率。再次，探測(cè)范圍大。將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中，可以一次性獲取較大范圍內(nèi)的水文水資源信息，探測(cè)范圍大，尤其是當(dāng)陸地衛(wèi)星其軌道高度上升至910km左右的時(shí)候，通過遙感技術(shù)甚至能夠一次性將3400km2左右的面積覆蓋到，與人工實(shí)地勘測(cè)相比，如此廣闊的取相視域自然有著更加巨大的優(yōu)勢(shì)。最后，勘測(cè)信息量大。由于利用遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)測(cè)，因此不僅能夠獲取可見光波信息，可見光波之外的微波波段、紅外線、紫外線等信息也能夠獲取到，從而將這些肉眼所看不到的物體特征通過成像顯現(xiàn)出來，進(jìn)而使得水文水資源勘測(cè)工作中的勘測(cè)信息量得到了全面的擴(kuò)展。此外，由于在應(yīng)用過程中，遙感技術(shù)并不受冰層、云霧乃至植被等因素的影響，使得全天候監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，自然也就使得水文水資源的勘測(cè)量大大增加了，有助于工作人員更好地認(rèn)識(shí)和了解水文水資源的相關(guān)信息。

2、水文水資源勘測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

水文水資源的勘測(cè)工作是一門交叉性、綜合性的工程，涉及到許多領(lǐng)域。它是以地球科學(xué)基本理論作為基礎(chǔ)，并兼顧了環(huán)境工程、巖土工程、地下水科學(xué)等學(xué)科知識(shí)。長(zhǎng)久以來，水文水資源技術(shù)就是國(guó)家社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，深受各領(lǐng)域的高度重視。在目前，水文水資源的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)多與水務(wù)、氣象結(jié)合，天氣雷達(dá)技術(shù)以及分布式水文模型相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果。伴隨水文水資源勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的現(xiàn)代科技技術(shù)被引入，尤其是現(xiàn)代遙感技術(shù)的引入，大大提升水文水資源勘測(cè)工作質(zhì)量和效率。不論是水資源的調(diào)度與配置，還是水生態(tài)環(huán)境治理技術(shù)以及改良等都取得了階段性的進(jìn)展。從總體上而言，水文水資源技術(shù)發(fā)展至如今，雖然已經(jīng)取得了較大的成就，然而在不斷發(fā)生變革的外界環(huán)境中，仍然需要加強(qiáng)研究和創(chuàng)新力度，只有如此才能夠更好地適應(yīng)不斷發(fā)生變革的外界環(huán)境。

2.2 應(yīng)用趨勢(shì)

從水文水資源勘測(cè)工作的發(fā)展現(xiàn)狀來看，雖然水文水資源相關(guān)技術(shù)取得了較為顯著的成就，也不斷將新的技術(shù)引入研究領(lǐng)域和實(shí)踐領(lǐng)域，但是在目前的社會(huì)大環(huán)境之中，仍然存在著較多的問題。比如多領(lǐng)域的信息共享工作還做得不夠好，又如在理論研究方面尚存在著研究基礎(chǔ)薄弱的問題，而且現(xiàn)有的水文水資源勘測(cè)技術(shù)水平還是不能很好地滿足社會(huì)快速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要。因此從存在的問題來看，水文水資源勘測(cè)工作未來的發(fā)展方向如下：一方面要不斷創(chuàng)新勘測(cè)技術(shù)，另一方面要恰當(dāng)合理地解決好目前存在的問題，并與其他領(lǐng)域積極增強(qiáng)合作力度，使水文水資源勘測(cè)工作實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科發(fā)展。相信在未來的發(fā)展趨勢(shì)中，當(dāng)越來越多的高科技元素應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)工作中來，將不斷提高水文水資源勘測(cè)效率和質(zhì)量。

3、遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的具體應(yīng)用

3.1 遙感技術(shù)在降水量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

將遙感技術(shù)應(yīng)用到降水量監(jiān)測(cè)中，能夠使得降水量監(jiān)測(cè)的精確度大大提升，而遙感技術(shù)也正是憑借這一突出優(yōu)勢(shì)而受到了廣泛的應(yīng)用。降水量監(jiān)測(cè)指的是通過建立云頂溫度與降水點(diǎn)兩者之間的關(guān)系，并利用底面雨量站與衛(wèi)星信息兩者之間的差值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。航空飛機(jī)、氣象衛(wèi)星、雷達(dá)等技術(shù)都常備用于監(jiān)測(cè)降水量，再通過計(jì)算機(jī)處理計(jì)算空間信號(hào)。通常情況下，當(dāng)?shù)孛娼邓炅空颈容^疏的時(shí)候，則可以利用雷達(dá)實(shí)現(xiàn)局部降雨量預(yù)報(bào)，而當(dāng)云層比較厚的時(shí)候，則可以利用雷達(dá)結(jié)合氣象衛(wèi)星的方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算。在大面積降水量預(yù)報(bào)中，通常運(yùn)用氣象衛(wèi)星，主要采用的是微波輻射方法與綜合方法等方法。目前通過航空飛機(jī)飛入云層之間實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)這種方法也較為常見，當(dāng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)收集到后，再通過計(jì)算機(jī)來對(duì)大量的云雨信息實(shí)現(xiàn)收集，進(jìn)而為相關(guān)工作人員做出預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.2 遙感技術(shù)在蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)是指對(duì)某一地區(qū)水體表面蒸發(fā)量的觀測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的一種方法。通常情況下，主要運(yùn)用衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星監(jiān)測(cè)一般運(yùn)用到能量余項(xiàng)法、統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法等方法，而對(duì)于比較復(fù)雜的蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)，則需要通過衛(wèi)星運(yùn)用遙感信息模型來予以計(jì)算。當(dāng)借助遙感信息模型予以計(jì)算的時(shí)候，結(jié)合模型以及監(jiān)測(cè)實(shí)際環(huán)境條件的不同特點(diǎn)，模型又可以被分為多層模型。比如二層模型常被用于飲用水水質(zhì)提高方面，一層模型常被用于地表土壤與植被，具有非常明顯的效果。

3.3 遙感技術(shù)在徑流量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于徑流量自身就比較復(fù)雜，因此要實(shí)現(xiàn)徑流量的監(jiān)測(cè)也就存在一定的難度。遙感技術(shù)通常情況下僅能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與收集水體、植被、地表、土壤，不能對(duì)徑流量實(shí)現(xiàn)直接完成監(jiān)測(cè)。因此此時(shí)需要將水文模型、遙感技術(shù)以及水文氣象站共同獲得的數(shù)據(jù)加以整理分析，進(jìn)而將徑流量估算出來。近些年來伴隨新型計(jì)算方法的不斷發(fā)展，也使徑流量的監(jiān)測(cè)工作變得更加方便。

3.4 遙感技術(shù)在地下水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于底面水資源的短缺，因此地下水資源顯得尤為寶貴，對(duì)地下水水資源情況予以及時(shí)準(zhǔn)確的掌握，對(duì)于水文水資源研究工作者而言具有尤為重要的意義和作用，地下水模型與遙感技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)Φ叵滤难a(bǔ)給能力、地下水的蒸發(fā)量以及地下水是否可以滿足灌溉水平予以有效的定性定量計(jì)算分析。而當(dāng)?shù)匦螖?shù)據(jù)缺乏的時(shí)候，依然可以憑借遙感技術(shù)將地下水的補(bǔ)給量以及灌溉需求量予以準(zhǔn)確地估算。

3.5 遙感技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于懸浮泥沙、葉綠素、含沙量、化合物、營(yíng)養(yǎng)物、熱釋放等的變化都會(huì)使水質(zhì)發(fā)生變化，它們產(chǎn)生的可見光和熱改變著太陽(yáng)能量光譜或水面的熱輻射。而遙感技術(shù)正是利用這一光譜特性與水質(zhì)變化參數(shù)間的關(guān)系來監(jiān)測(cè)水質(zhì)的變化。比如當(dāng)水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的時(shí)候，這類水體兼具植物和水體的光譜特征，即在近紅外波段反射率明顯升高，在可見光波段反射率低。遙感技術(shù)不僅可以在空間上實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的監(jiān)測(cè)，在改變水質(zhì)，尤其對(duì)于水質(zhì)污染問題也能夠提供一定的幫助。

3.6 遙感技術(shù)在洪水災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

遙感技術(shù)對(duì)降水量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)及分析得出的降水分布圖，可以轉(zhuǎn)換成水文氣象數(shù)據(jù)和徑流水位圖，將這些數(shù)據(jù)有效地整理、分析就可以有效地應(yīng)用于人們的生活。尤其是對(duì)洪水發(fā)生的預(yù)報(bào)，有助于人們提前做好應(yīng)對(duì)洪水的準(zhǔn)備措施，減少其帶來的損失。有效地預(yù)報(bào)洪災(zāi)，還可以使人們有足夠的時(shí)間將部分洪水應(yīng)用于農(nóng)田的灌溉中，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了可用水資源的節(jié)約也在一定程度上降低了洪澇的危害程度。另外，遙感技術(shù)還能夠通過有效地監(jiān)測(cè)侵蝕土壤的因素，如降水量、植被、人文因素等來控制土壤侵蝕狀況，利用得來的數(shù)據(jù)信息有效地為防治水土流失提供依據(jù)。

4、結(jié)語(yǔ)

遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)得到了人們的廣泛認(rèn)可，而且伴隨技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)亦在不斷完善中，相信日漸完善的遙感技術(shù)一定可以更好地為水文水資源的勘測(cè)而服務(wù)。遙感技術(shù)目前具有的優(yōu)勢(shì)雖然值得肯定，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，其技術(shù)仍舊存在諸多需要完善的地方，仍有待專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)其予以改善，從而令遙感技術(shù)能夠在水文水資源勘測(cè)中更好的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

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