遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展

艾立剛

摘 要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，在一定程度上為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在水文水資源的研究領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，有利于降低工作難度，提高工作效率和工作質(zhì)量，尤其是遙感技術(shù)的應(yīng)用，大大降低了研究所需的人力、時(shí)間和資本。本文分析了遙感技術(shù)的簡(jiǎn)介，遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；預(yù)防災(zāi)害；水土平衡

我國(guó)自二十世紀(jì)改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)在不斷的提高和發(fā)展。遙感技術(shù)在我國(guó)已有幾十年的發(fā)展歷史，作為一種擁有較強(qiáng)的功能性的復(fù)合型探測(cè)技術(shù)，其探測(cè)原理為根據(jù)物體的輻射、電磁波折射等特點(diǎn)，對(duì)物體的特點(diǎn)利用遙感的感測(cè)進(jìn)行收集和記錄，經(jīng)過(guò)電磁波的信息處理從而成為影像，為其他物體的探測(cè)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。遙感技術(shù)如今已在人們的生活中得到了較為廣泛的使用，如氣象預(yù)報(bào)、航空、軍事等方面。在水文水資源的領(lǐng)域中應(yīng)用遙感技術(shù)有利于人力、財(cái)力、時(shí)間的節(jié)約，并使工作效率和工作質(zhì)量得以提高，縮短工作周期，簡(jiǎn)化工作程序，節(jié)約成本。因此，在水文水資源領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)具有重要意義。

1 遙感技術(shù)的概念

遙感技術(shù)是二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)的一種技術(shù)，主要是依據(jù)電磁波理論，對(duì)距離較遠(yuǎn)的物體通過(guò)傳感儀器，使其反射、輻射電磁波信息，并對(duì)電磁波信息進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)特殊處理后成為影響。是一種綜合性的技術(shù)。即是對(duì)物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知，或利用自身的紅外線、可見(jiàn)光等探測(cè)并識(shí)別物體。如航空攝影，利用人造衛(wèi)星促進(jìn)了遙感技術(shù)的進(jìn)步。在當(dāng)前階段，遙感技術(shù)主要是獲取信息并進(jìn)行傳輸和儲(chǔ)存等。遙感技術(shù)的核心便是能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行獲取的遙感器，而遙感器又包含如照相機(jī)、多光譜掃面議、微波輻射計(jì)等。

2 遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

2.1 監(jiān)測(cè)降水量

將遙感技術(shù)與衛(wèi)星、雷達(dá)等技術(shù)相結(jié)合，對(duì)遙感信息源進(jìn)行傳遞和輸送，可對(duì)降水量的分布和空間等參數(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的了解，有利于獲取不同地區(qū)的降水情況。其中雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行地區(qū)雨量的預(yù)測(cè)時(shí)，主要是通過(guò)空氣中的降水粒子對(duì)電磁波的影響進(jìn)行判斷和預(yù)測(cè)。對(duì)于雨量監(jiān)測(cè)較少的地區(qū)，除了要進(jìn)行雨量站的檢測(cè)外還要結(jié)合微波遙感的雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而使監(jiān)測(cè)到的降水量更具準(zhǔn)確性。但是雷達(dá)技術(shù)僅能檢測(cè)到降水粒子，因而降水粒子位于較為密集和厚的云層時(shí)，無(wú)法利用雷達(dá)技術(shù)測(cè)得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，此時(shí)可選用雷達(dá)技術(shù)與衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合的方式，進(jìn)行降雨量的監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星技術(shù)是將地面的實(shí)際測(cè)量情況與衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)而對(duì)降水量進(jìn)行預(yù)報(bào)，而衛(wèi)星估算則可以分為微波輻射法與綜合法等。當(dāng)前階段應(yīng)用較多的是航空飛機(jī)，當(dāng)飛機(jī)置于云層的深處時(shí)便開(kāi)始探測(cè)。航空遙感技術(shù)是一種輔助技術(shù)主要應(yīng)用與氣象觀察與預(yù)報(bào)上，對(duì)云層和周圍的小粒子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用計(jì)算機(jī)處理收集的數(shù)據(jù)和資料并進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得較為全面和準(zhǔn)確的云層信息。這部分?jǐn)?shù)據(jù)有利于水文水資源的研究，為研究工作提供參考和依據(jù)，并節(jié)省了時(shí)間和資金。

2.2 監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量

蒸發(fā)量包括土壤、水面、植物等這三個(gè)方面的蒸發(fā)，蒸發(fā)量對(duì)水量、能量的平衡起到了關(guān)鍵作用，換句話說(shuō)也就是蒸發(fā)量的多少將直接決定水量、能量的平衡。而監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量是通過(guò)物理的方式來(lái)轉(zhuǎn)化質(zhì)量和能量的關(guān)系，來(lái)得到準(zhǔn)確的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)的運(yùn)用日趨廣泛，監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量的方法也越來(lái)越多，運(yùn)用衛(wèi)星來(lái)收集數(shù)據(jù)的方法多種多樣，計(jì)算方法有統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法、能量余項(xiàng)法、全遙感信息模型法。通過(guò)模型特點(diǎn)將模型分類，使其發(fā)揮出具體的作用，多層模型是通過(guò)將土壤劃分為較多層，一層模型用在對(duì)地表、土壤、植被的區(qū)分，二層模型主要是對(duì)地表植被、地下土壤、地上熱量這三者間的余熱計(jì)算。

2.3 監(jiān)測(cè)徑流量

由于徑流量測(cè)量比較復(fù)雜，目前只有通過(guò)水文模型來(lái)獲得遙感信息估算徑流量，遙感技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)，可用于收集土壤、地表、植被、水體、蒸發(fā)量等數(shù)據(jù)，其收集信息具有便捷性、即時(shí)性、全面性、完整性等優(yōu)點(diǎn)，遙感技術(shù)與水文模型的共同使用，就可以預(yù)測(cè)出徑流量。遙感技術(shù)測(cè)量徑流量是通過(guò)感測(cè)與其相關(guān)的元素，收集大量的數(shù)據(jù)建立水文模型來(lái)獲得徑流量的結(jié)果。

2.4 地表和土壤水分的監(jiān)測(cè)

地表對(duì)徑流形成、地面能量與物質(zhì)有著重要的影響作用，土壤水分包括地表水、地下水、地表能量這三個(gè)重要的參數(shù)。由于地表特征較為復(fù)雜，通過(guò)遙感技術(shù)識(shí)別與分類地物，對(duì)識(shí)別水體、提高土地利用率與覆蓋率有著深遠(yuǎn)意義，水文變化最直接的表現(xiàn)為土地利用、土地覆被的變化，遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)土地利用與覆被變化方面有著較大的優(yōu)勢(shì)，地表又被稱為下墊面，地表特征當(dāng)中的幾個(gè)關(guān)鍵元素信息，例如植被、地表發(fā)射率、地面溫度與反照率等，這些關(guān)鍵元素將影響地表能量與物質(zhì)的平衡。遙感監(jiān)測(cè)土壤水分有光學(xué)遙感、微波遙感這兩種研究方法。

2.5 預(yù)防災(zāi)害，保持水土平衡

遙感技術(shù)在收集研究水文資源的同時(shí)，也可監(jiān)測(cè)洪澇、旱情、積融雪、水質(zhì)等情況，起到了一定的預(yù)防災(zāi)害作用。為保證水土不被流失，遙感技術(shù)作為研究水土工作中的重要手段，能夠監(jiān)測(cè)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)、水土流失情況。利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕是通過(guò)收集與其相關(guān)的元素信息，例如降雨量、植被、地形、土地、人為等因素，目前我國(guó)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)的方法有很多，如分類對(duì)比、逐像元比較以及分類與逐像兩者結(jié)合的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法。水土流失定量研究法運(yùn)用較多的是建立水土流失定量計(jì)算模型，通過(guò)收集的土壤流失信息建立方程式來(lái)計(jì)算和分析，從遙感影像上獲得土壤侵蝕元素?cái)?shù)據(jù)，提取模型計(jì)算因子用于監(jiān)測(cè)水土流失狀況。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和進(jìn)步，遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中有了越來(lái)與多的使用方法，促進(jìn)了水文水資源的研究和發(fā)展。并有利于人力資源、成本、時(shí)間等方面的節(jié)約，從而為研究爭(zhēng)取到更多的時(shí)間和資金。利用遙感技術(shù)有利于水文信息的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，促進(jìn)水文水資源領(lǐng)域的進(jìn)步。

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