水文與水資源工程中3S技術(shù)的應(yīng)用研究

胡源明

摘 要：3S技術(shù)是一種現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用，它是通過對(duì)空間信息的采集及處理分析來進(jìn)行表達(dá)與傳播。這項(xiàng)技術(shù)可以有效解決水文與水資源工程的管理和實(shí)踐應(yīng)用。3S技術(shù)是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）英文最后一個(gè)單詞字頭的統(tǒng)稱。本文首先講述什么是3S技術(shù)，深入分析水文與水資源工程中有關(guān)3S技術(shù)是如何有效應(yīng)用的。

關(guān)鍵詞：水文與水資源工程 3S技術(shù) 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（c）-0070-02

伴隨科技的快速發(fā)展，3S技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用，水文與水資源管理工程中推進(jìn)3S技術(shù)是必然趨勢(shì)，該技術(shù)會(huì)在水文和水資源較多領(lǐng)域如水循環(huán)、水的環(huán)境質(zhì)量評(píng)定及水資源合理利用方面發(fā)揮重要作用。

1 3S技術(shù)基本原理

3S技術(shù)的先進(jìn)點(diǎn)在于它傳導(dǎo)信息的實(shí)效、時(shí)速性，并且還能以動(dòng)態(tài)的形式傳導(dǎo)，利用RS技術(shù)獲得影像資料，同時(shí)也能準(zhǔn)確、及時(shí)、綜合性獲取地理信息系統(tǒng)和環(huán)境數(shù)據(jù)，及時(shí)自動(dòng)更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)。GPS可以給出檢測(cè)物體的三維數(shù)據(jù)，確定物體時(shí)間和數(shù)據(jù)空間定位，進(jìn)而獲取地面控制的樣本類型判斷。GIS技術(shù)可以先采集相關(guān)地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)采集后的數(shù)據(jù)查詢、管理、分析和計(jì)算，為遙感數(shù)據(jù)分析提取提供輔助數(shù)據(jù)，使其自動(dòng)分類的精細(xì)度提高。

2 3S技術(shù)在水文與水資源工程中具體應(yīng)用分析

2.1 3S技術(shù)在水文與水資源工程中相關(guān)理論應(yīng)用

2.1.1 水文勘測(cè)具體應(yīng)用

在水文勘測(cè)中可以利用GPS定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，對(duì)勘測(cè)區(qū)域內(nèi)分布的校核數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分類采集、綜合評(píng)價(jià)之后取得勘測(cè)結(jié)果。這樣就可以有效分析出勘測(cè)區(qū)域內(nèi)江河胡泊的具體形態(tài)，取得數(shù)據(jù)圖樣收集，還可以設(shè)立數(shù)字高程模型，計(jì)算勘測(cè)面積、體積、等高線等，由遙感圖形分析出具體的地貌和植被分布情況。

2.1.2 水文預(yù)報(bào)的具體運(yùn)用

通過GSM通訊技術(shù)進(jìn)行實(shí)施報(bào)警，可以快速準(zhǔn)確地將觀測(cè)點(diǎn)是否存在險(xiǎn)情及類別發(fā)送到指揮中心的監(jiān)控系統(tǒng)上，及時(shí)做出反應(yīng)。采用GPS定位技術(shù)，可以準(zhǔn)確定位水文觀測(cè)點(diǎn)的位置，通過GIS平臺(tái)，可以查看動(dòng)態(tài)電子地圖，進(jìn)一步對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，同時(shí)配合分布圖、公路交通圖、水系分布圖、居民區(qū)分布圖等，分析出降水量和洪峰流量，幫助完成水文調(diào)度，提供出具有實(shí)際指揮意義的參考建議。

2.1.3 水文的模擬

目前，水文模擬主要是通過水文模型與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合，在數(shù)據(jù)庫管理、監(jiān)測(cè)圖像可視化及數(shù)據(jù)分析方面更加充分的運(yùn)用，DEM分布也為地理信息系統(tǒng)（GIS）提供出水文參數(shù)的重要數(shù)據(jù)，是其數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的主要構(gòu)成部分。比如在流域內(nèi)坡度、坡向、流域界線及匯流網(wǎng)絡(luò)方面，通過對(duì)水文模擬的建立，可以進(jìn)行流域內(nèi)土壤、大氣中水運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，來完成地下水演算。DEM分布式的水文模擬是水文模擬發(fā)展的重要方向，也是現(xiàn)代水文模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1.4 自動(dòng)監(jiān)測(cè)水環(huán)境

計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫是水環(huán)境監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和3G技術(shù)有效結(jié)合在一起，利用這一科技手段對(duì)監(jiān)測(cè)水域水質(zhì)量的渾濁程度酸堿值進(jìn)行測(cè)評(píng)，憑信息自動(dòng)分析、管理、得出分析結(jié)論，同時(shí)，可以結(jié)合GPS定位技術(shù)，準(zhǔn)確獲取水污染位置，完成地面的沉降監(jiān)測(cè)。

2.1.5 生態(tài)用水和環(huán)境的計(jì)算

結(jié)合生態(tài)用水量的核算模型可以完成對(duì)生態(tài)用水量的核算。準(zhǔn)確顯示出不同區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境，反映出水體環(huán)境質(zhì)量在空間上的變化趨勢(shì)，例如污染源位置、水體污染的范圍，再對(duì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，加以管理、評(píng)價(jià)，制作出動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖像，清晰完成掌握監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)生態(tài)水環(huán)境狀況，為農(nóng)作物生產(chǎn)、土地建設(shè)等提供依據(jù)。

2.1.6 防洪抗災(zāi)

防汛期間，能提前預(yù)測(cè)到災(zāi)害做到有效防備至關(guān)重要，利用RS技術(shù)，管理部門可以準(zhǔn)確獲取區(qū)域內(nèi)水文基本資料，利用GPS技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)較小區(qū)域內(nèi)的高精度幾何定位，利用GPS和RS的結(jié)合，更可以提供出精確數(shù)字源信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理和分析的功能，最后，在緊急情況下，可以為災(zāi)民選擇最佳撤離路線。

2.1.7 地表及地下資源計(jì)算和管理

目前由于水文站過少，無法科學(xué)計(jì)算出降水量，應(yīng)用GIS建立高程模型來有效解決。地下水?dāng)?shù)學(xué)模型的建立，發(fā)揮人為和度量的作用，應(yīng)用GIS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，也可以利用該技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)水文技術(shù)指標(biāo)圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示、精確分析數(shù)據(jù)。

2.2 3S技術(shù)在水文與水資源工程中的實(shí)踐應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，水文與水資源管理思路也在發(fā)生本質(zhì)變化，需要在實(shí)踐管理中采取科學(xué)有效的技術(shù)手段，來進(jìn)行有效科學(xué)的多角度地理環(huán)境分析，結(jié)合圖形信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)差距，在此基礎(chǔ)上可以清楚了解區(qū)域內(nèi)水資源的實(shí)際情況，通過對(duì)圖像的交換分析，通過模擬圖形的制作來獲取與水資源相關(guān)的數(shù)據(jù)，在水文與水資源工程實(shí)踐中發(fā)揮了很大作用。

2.2.1 斷層富水分析

可以利用GIS數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)于斷層富水分析來講，具有非常重要的意義。利用GIS技術(shù)，可以有效解決以下問題：斷層的什么部位富水性最好，挖掘到什么深度最為合適，所處區(qū)域內(nèi)的斷層結(jié)構(gòu)類型、斷裂的力學(xué)性質(zhì)以及斷裂的活動(dòng)性，進(jìn)而分析斷層富水的分布帶狀況，優(yōu)勢(shì)斷裂富水分析是優(yōu)勢(shì)面找水工作的關(guān)鍵，也是水文與水資源管理實(shí)踐的關(guān)鍵。

2.2.2 水文與水資源工程中的規(guī)劃管理

水資源管理是一項(xiàng)較為復(fù)雜的行為，包括內(nèi)容比較廣泛，需要收集和處理的問題逐漸增多，顯然，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)無法滿足，3S技術(shù)的結(jié)合，建立水文和水資源工程管理系統(tǒng)可以有效解決這一個(gè)問題，比如，在生態(tài)區(qū)域內(nèi)采用RS和GPS技術(shù)進(jìn)行面積測(cè)算和定位，建立數(shù)字高程模型，通過收集和整理的數(shù)據(jù)，在GIS數(shù)據(jù)庫里處理分析，獲取區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)的生態(tài)需水量，進(jìn)而估算出區(qū)域內(nèi)生態(tài)需水量，真正指導(dǎo)水文和水資源管理工程的實(shí)踐工作。

2.2.3 地形測(cè)量時(shí)3S技術(shù)的具體設(shè)備作用

3S技術(shù)在地形測(cè)量時(shí)相當(dāng)于一個(gè)大腦和兩只眼睛的作用，RS用于實(shí)時(shí)快速提供目標(biāo)及其環(huán)境的語義或非語義信息，發(fā)現(xiàn)地形各種變化，及時(shí)對(duì)GIS進(jìn)行更新，GIS可以為地形測(cè)量多數(shù)據(jù)來源進(jìn)行綜合處理，集成管理、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存、完成智能化數(shù)據(jù)采集，GPS可以提供實(shí)時(shí)、快速的目標(biāo)信息空間。如果將以上幾種技術(shù)集成有效結(jié)合用于地形測(cè)量，就會(huì)更加生動(dòng)處理地形空間數(shù)據(jù)，構(gòu)成高自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化和智能化的地理信息系統(tǒng)，為地形測(cè)量各種應(yīng)用提供科學(xué)的決策咨詢，解決可能遇到的各種復(fù)雜問題。通過采集地下地形點(diǎn)高程和平面等數(shù)據(jù)，在校核和檢查后輸入專業(yè)地形圖，最后得出高精度數(shù)字?jǐn)嗝鎴D和地形圖。

3 結(jié)語

目前我國水文與水資源信息的采集及處理技術(shù)正處于起步階段，相對(duì)來說較為落后，無法準(zhǔn)確發(fā)揮出水文信息的應(yīng)有作用，在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，需要結(jié)合計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)信息庫，并且以3S技術(shù)和GIS技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)水文和水資源系統(tǒng)信息的空間化處理，使數(shù)據(jù)更加清晰明了，同時(shí)也促進(jìn)水文與水資源內(nèi)容的不斷豐富。

參考文獻(xiàn)

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