遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用探索

吳延明

摘要：我國北方大部分地區(qū)，地表水資源較為匱乏，人們生活生產(chǎn)用水大都由地下水資源提供。因此，提高地下水資源的勘察、開發(fā)利用是當?shù)厣鐣l(fā)展的必要條件。本文以此為主要研究方向，希望通過對地區(qū)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析，對一個地區(qū)的地下水位分布狀況進行更為準確合理的評價、判斷。本文全面論述了遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用原理，并對水文地質(zhì)的遙感技術(shù)勘察結(jié)果進行細致的分析和解讀。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；水文地質(zhì)；應(yīng)用探索

本文利用新興的綜合性遙感技術(shù)作為探測數(shù)據(jù)來源，其原理主要是依據(jù)遙感器對地表物體進行探測，利用波譜的不同反應(yīng)來識別地面上的各類地物。利用遙感技術(shù)對地下水勘察相關(guān)因素信息進行科學準確的評價、判斷。通過對地表含水斷層、線性構(gòu)造、裂隙、地面濕度等信息，準確地評價一個地區(qū)的地下水資源。同時，微波遙感還能夠直觀的對地下潛水層進行探測，使地下水資源的開發(fā)利用更為全面、科學。

1.遙感技術(shù)應(yīng)用概述

1.1遙感技術(shù)概念及特征

目前，人們對于遙感技術(shù)的普遍定義為從遠處探測和感知事物和物體的技術(shù)的統(tǒng)稱。因此遙感技術(shù)有以下幾個特征。首先，遙感技術(shù)相較于其他探測技術(shù)來說，探測的覆蓋范圍較大。其次，遙感技術(shù)獲取的探測數(shù)據(jù)，信息種類眾多，手段多樣，技術(shù)也相對先進。最后，探測信息表現(xiàn)大多是通過圖像的形式來表現(xiàn)，獲取探測數(shù)據(jù)信息方式更為直接、快速。同時整個探測用時也相對較短。

1.2遙感技術(shù)體系概述

遙感技術(shù)的應(yīng)用體系一般為探測信息的獲取、傳輸、解譯和應(yīng)用。其中信息的獲取主要通過對地表物體波譜進行探測。通過專業(yè)的遙感探測數(shù)據(jù)傳播設(shè)備和軟件對初步信息進行傳輸，然后再對原始探測信息進行對比統(tǒng)計處理。信息的解譯則是主要通過模式識別、模擬實驗和地物分析等方法進行信息的細化。最后對這些經(jīng)過解譯的系統(tǒng)性數(shù)據(jù)信息進一步的應(yīng)用加工。

1.3遙感技術(shù)水文勘察中具體應(yīng)用流程概述

在水文勘察中，遙感技術(shù)的具體應(yīng)用重視對地下水位有關(guān)的環(huán)境因素的綜合分析，同時注重對遙感圖像數(shù)據(jù)的處理方法。具體應(yīng)用流程如下：

首先，對勘察地區(qū)背景進行必要了解，同時，確立明確的水文勘察目標。根據(jù)目標收集相關(guān)原始資料。其次，圍繞勘察目標對遙感技術(shù)的相關(guān)原始資料進行分類。對各遙感資料信息進行細致的遙感圖像信息處理。同時，根據(jù)各類信息不同的遙感圖像波段，進行合成波段的合理選擇。以此對各類遙感探測圖像信息進行解譯。然后，再加工各類相關(guān)資料信息的解譯結(jié)果。綜合分析地下水位的分布情況，根據(jù)土壤的水分、反射率、像元關(guān)系等原理，構(gòu)建科學合理的地下水位分布模型。根據(jù)土壤水分以及地下水位分布模型，對單波段以及多波段地下水位進行詳細估算。把估算結(jié)果和地區(qū)背景資料、歷史勘察資料等進行對比，檢驗勘察結(jié)果。最后，構(gòu)建更為全面合理的地下水位分布模型，進行詳盡專業(yè)的勘察結(jié)論以及勘察土建制作。

2.水文氣象條件概述

水文氣候條件是影響地下水資源最為直接的環(huán)境條件。其主要包括地表水文條件以及氣象環(huán)境條件。地表水文條件包括地區(qū)的河流、湖泊等地表水系環(huán)境，以及這些地表水系分布位置地表蓄水量。地區(qū)地表水系條件的優(yōu)劣對判斷地下水資源有很好的參考價值。氣象環(huán)境條件包括地區(qū)降雨量、地區(qū)季節(jié)溫度、風速等氣候條件。降雨量也是判斷地區(qū)地下水資源的重要參考依據(jù)。溫度包括日照時長日照強度等，通過這些條件能夠準確地判斷地區(qū)水分蒸發(fā)情況。同樣道理，也要對地區(qū)風速進行詳細定量偵測。這些氣候環(huán)境條件的數(shù)據(jù)獲取首先要以年為單位，判斷地區(qū)長期所處的氣候環(huán)境。同時還要獲取地區(qū)短期的氣候環(huán)境數(shù)據(jù)。通過當前氣候環(huán)境的變量來判斷地區(qū)所處的水文氣象條件。

3.地下水資源遙感勘察具體應(yīng)用方法概述

遙感技術(shù)對地下水資源的勘察主要依賴于衛(wèi)星拍攝的當?shù)氐匦巫兓约皻夂蛱卣鞯纫蛩匦畔?，然后通過地質(zhì)學解譯標志進行處理。解譯標志的方法大致可以分為兩種。一種是直接解譯標志，一種為間接解譯標志。本文采用的是人機交互式的間接解譯標志中的人機交互式解譯方式。

首先，應(yīng)該對地下水資源相關(guān)的地形地貌遙感圖像、以及巖性構(gòu)造、土壤植被、地表水系特征等進行遙感特征分析。其次，通過對遙感圖像中光譜信息的提取分析，判斷地層巖性情況。確定地區(qū)是否存在潛水含水層以及易存水性地層巖性構(gòu)造。最后，通過數(shù)學統(tǒng)計學技巧以及模型學技巧等信息處理方法，對地下水位進行單波段和多波段的評估模型構(gòu)建。同時，對評估結(jié)果進行進一步實測印證，確保遙感技術(shù)勘察數(shù)據(jù)能夠更加準確的反映地區(qū)地下水資源分布情況。

4.遙感信息分析方法概述

本次所采用的信息數(shù)據(jù)分析方法主要通過對遙感圖像的解譯，再結(jié)合地區(qū)水質(zhì)氣象環(huán)境條件的探測以及對地區(qū)地形地貌的判斷，對地層巖性以及具體位置信息的判斷，最后，通過綜合多波段模型呈現(xiàn)的水文數(shù)據(jù)的變化規(guī)律等信息，分析地下含水層分布情況。從而能從多個角度對影響地下水資源分布的各個因素進行具體判斷。更加準確的對地區(qū)的地下水含水層數(shù)量、地下水儲存量、地下水深度、水質(zhì)、形成年代等進行分析，為開發(fā)利用當?shù)氐叵滤Y源提供更加全面、科學的勘察數(shù)據(jù)。

5.遙感圖像數(shù)據(jù)處理以及水文地質(zhì)信息提取方法分析

5.1遙感數(shù)據(jù)類型的選取

由于不間斷的遙感影像成像方式以及獨特的對地物的表現(xiàn)方式，遙感圖像數(shù)據(jù)也有明顯的特征。因此，在進行遙感圖像解析之前應(yīng)該選擇更為適合的遙感圖像類型，然后再根據(jù)不同圖像類型的地物波譜特性曲線來選擇合適的解譯波段。例如對于水體多采用TM1波段進行解譯，巖性識別則一般會用TM5或TM1波段進行，而對于植被則采用TM2波段進行。影響遙感數(shù)據(jù)類型選擇的因素主要包括環(huán)境因素以及解譯目標等影響。首先，環(huán)境因素包括，遙感探測時間以及地形特點等。如對于地質(zhì)、地貌等遙感數(shù)據(jù)的解譯一般選擇在冬天進行遙感影像探測。而對于植被的遙感探測多選擇在春季和秋季。另外，考慮解譯目標的面積大小以及時間跨度等因素的不同，所選擇的遙感影像尺寸以及波段變化組合等也要符合解譯目標的實際需求。

5.2遙感數(shù)據(jù)的處理

在遙感數(shù)據(jù)處理中，由于遙感數(shù)據(jù)特殊的傳輸處理方式，很容易對遙感數(shù)據(jù)在傳輸過程中或軟件工具處理過程中出現(xiàn)對比度下降、幾何變形等失真現(xiàn)象。因此，首先要對出現(xiàn)失真現(xiàn)象的遙感圖像進行科學的誤差校正，而誤差校正要分兩個部分進行。首先，對遙感數(shù)據(jù)輻射量的校正。遙感圖像的輻射量主要是指圖像的光譜輻射特征。光譜輻射特征會在經(jīng)過大氣層或傳感設(shè)備本身是受到一定的影響而出現(xiàn)輻射量誤差。因此，應(yīng)該根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對比、數(shù)據(jù)分析等手段確定誤差的范圍。然后通過對傳感器的工作參數(shù)進行微調(diào)來校正這種誤差。其次，遙感圖像幾何位置的誤差。對于遙感圖像像元位置的誤差，可以通過以一個典型的準確的地物作為空間位置的控制點，根據(jù)控制點對地表坐標和遙感圖像坐標進行統(tǒng)一校正。

5.3圖像合成波段的選擇

大多數(shù)勘察對象的地物組成成分都較為復(fù)雜，不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的遙感波段參數(shù)也不同，其表現(xiàn)出的光譜特征也有差異。同時，同樣的地物在不同波段上所表現(xiàn)出來的光譜特征也不一樣。因此，大多數(shù)情況下，都要選擇遙感圖像合成波段對地區(qū)地物組合進行全面分析。我們可以依據(jù)地區(qū)水文地質(zhì)勘察結(jié)果以及圖像數(shù)據(jù)提取目標、各種巖層光譜效應(yīng)以及各個波段光譜信息等因素，綜合考慮，選擇更為合適的遙感圖像合成波段。

6.結(jié)論

本文通過對遙感技術(shù)的應(yīng)用特征以及應(yīng)用技巧人手，對遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用流程進行了進一步說明。

本文認為在進行復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的水文地質(zhì)勘察工作時，可以應(yīng)用遙感技術(shù)把水文地質(zhì)勘察工作。通過對地物遙感圖像的定量分析，對影響水文地質(zhì)的各方面因素進行科學評析。繼而更加準確客觀的全面判定地區(qū)的地下水資源狀況。

由于本人能力有限，缺乏遙感技術(shù)實際應(yīng)用經(jīng)驗，對于遙感技術(shù)的應(yīng)用知識系統(tǒng)和實踐經(jīng)驗不足。可能會對遙感數(shù)據(jù)的解譯過程出現(xiàn)一些不夠嚴謹?shù)睦斫?。對于這方面的欠缺，希望能在今后的工作學習中得到補充。endprint