3S技術(shù)在水資源工程中的應(yīng)用

肖漢駿 牟 浩 姚 瑤

1 3S技術(shù)在水資源工程中的應(yīng)用分析

1.1 水文勘測與模擬

1.1.1 水文勘測 運用3S技術(shù)可以收集與研究地區(qū)江、河、湖泊有關(guān)圖像、圖形等資料，根據(jù)樣本特征及光譜特性，設(shè)立解譯標(biāo)志以便于實行對遙感圖判讀。同時，利用GPS達成野外實地的定位校核，將勘測地區(qū)的校核點的數(shù)據(jù)庫進行建設(shè)及分類，并對結(jié)果進行勘測及評價。沿江地貌特征、地形及植被分布規(guī)律可以通過建立數(shù)字高程模型對體積、面積及等高線計算確定。

1.1.2 水文模擬 當(dāng)代水文模擬技術(shù)以DEM分布式水文模型為發(fā)展趨勢，同時DEM分布式水文模型也是水文模型極其重要發(fā)展方向。目前，在水文模擬技術(shù)發(fā)展過程中，為能充分發(fā)展并利用GIS數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)空間分析、可視性及數(shù)據(jù)管理等功能，技術(shù)人員將GIS與水文模型融合在一起。DEM作為GIS重要數(shù)據(jù)構(gòu)成部分，能將重要水文參數(shù)從流域中提取出，如流域界限、坡向及坡度、匯流網(wǎng)絡(luò)等參數(shù)。通過建立水文模型，對流域內(nèi)植被、土壤及空氣中水分子運動實施模擬，最終達成地下水及地表演算。

1.2 抗災(zāi)及防洪 洪汛期來臨前，有關(guān)部門可以以當(dāng)?shù)貧庀?、水文及DEM等信息為基礎(chǔ)，依據(jù)洪水演進做預(yù)估與模擬，預(yù)測洪水可能淹沒范圍及造成損失，作為依據(jù)對防洪調(diào)度及指揮，有效完成抗災(zāi)及防洪工作。災(zāi)情發(fā)生后，應(yīng)收集衛(wèi)星攝入圖像，掌握災(zāi)情實時情況。受災(zāi)面積及人口依照評估模型實行評估，當(dāng)情況嚴(yán)重時，也可有效、快速為災(zāi)民選擇撤離路線。

1.3 自動檢測水環(huán)境 自動檢測水環(huán)境基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫及計算機網(wǎng)絡(luò)通信。為確保水環(huán)境要素實現(xiàn)高精度且高效、實時在線監(jiān)測，將3S技術(shù)及自動化監(jiān)測設(shè)備結(jié)合。既能獲取監(jiān)測信息并儲存，也可分析、評價及與管理獲取的監(jiān)測信息。定量監(jiān)測水資源PH值及渾濁程度等，根據(jù)GPS完成對水資源污染位置監(jiān)測，使監(jiān)測地面沉降成為可實施操作。對水體富營養(yǎng)、水域分布、泥沙污染、水土流失及水體沼澤等變動監(jiān)控可通過RS及GIS技術(shù)實現(xiàn)。

1.4 調(diào)查水庫泥沙淤積及水土保持情況 隨著RS發(fā)展及在水土保持廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)區(qū)域檢測中定性、定量或兩者結(jié)合侵蝕評價，地理信息技術(shù)給大面積空間分析供應(yīng)準(zhǔn)確且快速技術(shù)手段，通過柵格及矢量這兩種空間數(shù)據(jù)對侵蝕因子空間分布、數(shù)量值及屬性分析，確定并評價侵蝕程度、類型及不同程度、不同類型侵蝕散布規(guī)律。區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕監(jiān)測探究最終從技術(shù)上、理論上及方法上得到深化及提高。

1.5 地下水計算及管理 高程模型及降水量建立能有效解決降水量因水文站少而不能全部計算問題，利用GIS等值線完成建立。同時，按照人為及度量效果，利用GIS技術(shù)實施并建立地下水?dāng)?shù)學(xué)模型，顯示水位降深、埋深及預(yù)測年流場等圖像并對其分析。

2 3S技術(shù)在水資源工程應(yīng)用中存在的主要問題

2.1 3S技術(shù)的綜合應(yīng)用水平不高 GPS、GIS、及RS綜合應(yīng)用是將三項技術(shù)有機組合，利用三項技術(shù)集成，形成一個動態(tài)、實時整體的對地觀測并分析加以運用系統(tǒng)，使GIS應(yīng)用率得以提高，然而在3S技術(shù)的應(yīng)用中，對于其應(yīng)用階段不同，三項技術(shù)通常是兩者互相集成，如GPS與RS集成。

2.2 技術(shù)人員知識水平不高 目前一些相關(guān)從事人員對3S技術(shù)了解不夠全面，不能充分發(fā)揮已有3S技術(shù)知識，缺乏一定創(chuàng)新與實踐能力，3S技術(shù)水平得不到提高，導(dǎo)致與3S技術(shù)相關(guān)各個領(lǐng)域發(fā)展緩慢或停滯不前。

3 加強3S技術(shù)在水資源工程應(yīng)用措施

3.1 加強3S技術(shù)綜合利用 必須在提高規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，對3S技術(shù)中綜合利用完善，充分有效發(fā)揮目前3S技術(shù)已有或潛在功能，使3S技術(shù)更好地在水資源工程中應(yīng)用并發(fā)展，將3S技術(shù)與水資源管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計算機或其他高新技術(shù)融合在一起，為現(xiàn)代化科技及水資源信息作出貢獻。

3.2 加強技術(shù)人員知識培訓(xùn) 通過3S技術(shù)促進水資源工程發(fā)展是一個復(fù)雜工程，需具有GIS、GPS、RS及其他技術(shù)專業(yè)人才互相合作才能更好地做好3S技術(shù)在水資源工程中應(yīng)用。3S技術(shù)人員要充分了解3S技術(shù)相關(guān)知識并提高自身知識水平，建立相關(guān)機構(gòu)，定期對技術(shù)人員培訓(xùn)。積極引進國外先進知識與技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員可通過對新知識新技術(shù)研究、實踐，發(fā)展并完善3S技術(shù)在水資源工程中應(yīng)用，為3S技術(shù)進步發(fā)展作出貢獻。

3.3 研發(fā)高配軟、硬件 RS或者GIS軟件是分析并處理遙感數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，必須備有相關(guān)專業(yè)軟件，獲取實時的遙感信息是實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測前提，實時遙感信息量巨大，因此，大容量儲存設(shè)施便是必不可少，并且對這些數(shù)據(jù)分析及處理也要求擁有高配置計算機軟、硬件。技術(shù)部門應(yīng)投入大量財力、人力到相關(guān)軟件及硬件研究開發(fā)中，加快該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。

4 結(jié)語

3S技術(shù)在水資源工程中應(yīng)用有利于加快水資源這一領(lǐng)域發(fā)展速度，同時，3S技術(shù)水平在水資源領(lǐng)域?qū)ζ湫枨笠膊粩嗵岣摺?S技術(shù)將RS、GPS對數(shù)據(jù)分析與處理強大能力及信息獲取能力實時性、高速性充分集于一體，對水資源信息有效收集、分析及處理，提供科學(xué)可靠的決策支持及基礎(chǔ)信息資料的水資源管理決策。