3S技術(shù)在水文與水資源工程上的應(yīng)用

董禮瑋

摘要：信息技術(shù)的進(jìn)步促使空間技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)都在全面的發(fā)展。其中3S技術(shù)是全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS與遙感技術(shù)RS的一個統(tǒng)稱?，F(xiàn)階段，3S技術(shù)已經(jīng)全面應(yīng)用到水文水資源勘測中。這一綜合技術(shù)的利用，提升了水文勘測的效率與精確度，從而進(jìn)一步強(qiáng)化了對水文水資源的控制與利用的方法，也是人類對水資源數(shù)據(jù)準(zhǔn)確收集與分析的技術(shù)支撐。本文主要通過闡述水文水資源研究中3S技術(shù)的應(yīng)用與研究，以期可可以發(fā)揮出科學(xué)技術(shù)在水文水資源工程利用中的最大優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：3S技術(shù);水文水資源;應(yīng)用優(yōu)勢，勘測數(shù)據(jù)

引言

隨著人類對自然資源不斷的索取，水資源循環(huán)系統(tǒng)逐漸被破壞，這也造成了生態(tài)的不平衡發(fā)展與水文污染的情況發(fā)生。因此，為了加強(qiáng)水文水資源工程的管理效率，現(xiàn)代化技術(shù)的利用已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢。通過3S技術(shù)的應(yīng)用可以有效收集精確的水資源數(shù)據(jù)，從而對水資源進(jìn)行檢測，有效進(jìn)行各類預(yù)報及預(yù)防各類水文地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

1、3S技術(shù)在水文水資源工程上的優(yōu)勢

1.1有利于蔬菜及的精確度與準(zhǔn)確性

將3S技術(shù)運(yùn)用到水文與水資源工程中，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)資料的獲取，探測的范圍大，且受到限制條件少。例如：通過人造衛(wèi)星等飛行器對目標(biāo)的電磁輻射信息進(jìn)行感知收集，從而對目標(biāo)進(jìn)行探測;遙感技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲以及處理，獲得較為準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息;運(yùn)用衛(wèi)星還可以對水文水資源勘測進(jìn)行導(dǎo)刊定位與測距。

1.2有利于提升水文勘測工作的效率

運(yùn)用3S技術(shù)進(jìn)行水文與水資源工程的探測，能夠在較短的時間內(nèi)獲得數(shù)量較大的信息，并且對目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分析、處理和運(yùn)用等，可以有效的提升水文和水資源工程相關(guān)工作的效率。

1.3有利于數(shù)據(jù)的集成與可視化管理

運(yùn)用3S技術(shù)，能夠?qū)Λ@得的水文與水資源的相關(guān)信息進(jìn)行分析和處理，并通過顯示器對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示，對地球上的相關(guān)信息進(jìn)行成圖分析，具有較強(qiáng)的集成化可視性，方便相關(guān)部門對數(shù)據(jù)信息的管理。

2、3S技術(shù)在水文水資源工程中的利用

2.1水文水資源監(jiān)測應(yīng)用

通過3S技術(shù)對區(qū)域內(nèi)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行及時監(jiān)測，收集圖像、圖形和其他水文數(shù)據(jù)并儲存和分析，并且能夠進(jìn)行信息的評價和管理。自動監(jiān)測和GPS定位的結(jié)合，能夠?qū)H值域渾濁度進(jìn)行污染位置定位，掌控地面沉降數(shù)據(jù)檢測，另外RS與GIS技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)z測水域范圍進(jìn)行技術(shù)性的分布，對水體營養(yǎng)、水土流失和污染情況變化進(jìn)行實時的監(jiān)控。例如：區(qū)域內(nèi)河流流量監(jiān)測、地表土壤含水量監(jiān)測、地下水文地質(zhì)監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、降雨量監(jiān)測以監(jiān)測等。

2.2防洪預(yù)警應(yīng)用

將3S技術(shù)運(yùn)用于水文與水資源工程中的防洪工作中，可以通過GPS建立目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的控制網(wǎng)，從而獲取洪災(zāi)的動態(tài)信息，在洪災(zāi)發(fā)生之前，采取相應(yīng)措施，對洪災(zāi)進(jìn)行預(yù)防。也可以運(yùn)用RS對洪災(zāi)區(qū)域的影像資料獲取，對不同時段洪水的情況進(jìn)行收集分析。通過GIS建立洪災(zāi)情況的數(shù)字化的模型，對洪災(zāi)地區(qū)的情況進(jìn)行模擬，從而制定有效的防災(zāi)方案。

2.3水文數(shù)據(jù)處理應(yīng)用

水文數(shù)據(jù)的處理是水文工程中的重要部分，只有精確的數(shù)據(jù)信息才能給水文勘測開發(fā)工作提供堅實的基礎(chǔ)。首先，可以利用遙感圖形分析地區(qū)的樣本特征，構(gòu)建出數(shù)字高程模擬，對面積、等高線和體積進(jìn)行計算，確定水域中植被的分布和地貌地形特征;然后運(yùn)用GIS技術(shù)與水文模型的結(jié)合，能夠使GIS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行空間分析和可視化操作。由于GIS技術(shù)能夠從DEM中采集必要的菜蔬，比如坡度、流域界限等等，從而描繪出水文模型圖像，更好的做出數(shù)字化模擬;最后還可以通過RS技術(shù)對氣象資料和云圖動態(tài)分布的分析，通過自動化的檢測設(shè)備將所有數(shù)據(jù)上傳到GIS數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行預(yù)算，能夠?qū)λ囊剡M(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)報，比如洪峰流量、持續(xù)時間等參數(shù)。

2.4斷層富水分析

斷層一般是地區(qū)內(nèi)的導(dǎo)水通道，其中包含了大量的水，因此對斷層的富水分析成為了十分重要的內(nèi)容一致。首先，我們需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料和地理信息，對斷層的巖性等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不同結(jié)構(gòu)和材料的斷層儲水能力和透水能力不同，疏松結(jié)構(gòu)能夠容納較多的水量，而如果地質(zhì)活動消失且是地質(zhì)斷層，那么其含水量較少。由此可見，在實際應(yīng)用過程中，可以使用GIS技術(shù)對巖層的構(gòu)造和斷層數(shù)據(jù)等參數(shù)進(jìn)行分析，對是否富水進(jìn)行預(yù)測，結(jié)合計算機(jī)軟件生成的圖像，來判斷富水特征。

2.5水土保持和水庫泥沙淤積調(diào)查

近年來，隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展及其在水土保持領(lǐng)域的應(yīng)用，定量或定性與定量結(jié)合的侵蝕評價在區(qū)域監(jiān)測中得以實現(xiàn)，而地理信息系統(tǒng)技術(shù)又為較大范圍的空間分析提供了快速、準(zhǔn)確的技術(shù)手段，人們可以利用矢量和柵格兩種類型的空間數(shù)據(jù)分析侵蝕因子的屬性、數(shù)量值及其空間分布，進(jìn)而評價侵蝕的類型、程度，以及不同類型、不同程度侵蝕的分布規(guī)律。這就在技術(shù)、方法乃至理論上深化了區(qū)域土壤侵蝕監(jiān)測的研究。

2.6水文水資源管理應(yīng)用

以GIS技術(shù)為導(dǎo)向建立水資源管理信息系統(tǒng)，可以在第一時間為水資源管理提供全面而準(zhǔn)確的信息支持。搭建我國水文站網(wǎng)管理信息系統(tǒng)，提升我國水文管理水平以及優(yōu)化水文展望。當(dāng)前有相關(guān)的研究者對水文空間流域的信息分布式以及多級次存儲結(jié)構(gòu)。作為GIS平臺建立數(shù)字流域空間信息系統(tǒng)將其利用在河流水資源管理之中。當(dāng)前已經(jīng)完成了在GIS支持之下對特定河流水資源管理系統(tǒng)，那么就可以實現(xiàn)對于城市水資源利用的量化模擬、科學(xué)有序管理以及進(jìn)行計算。

3、3S技術(shù)在水文水資源工程中應(yīng)用趨勢

3.1網(wǎng)絡(luò)共享化發(fā)展

在互聯(lián)網(wǎng)逐漸普及的今天，3S技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合是未來的發(fā)展趨勢，也是必然的發(fā)展趨勢。只有將網(wǎng)絡(luò)與3S技術(shù)結(jié)合，才能做到強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，發(fā)揮更高的工作效率，那個時候的技術(shù)會更先進(jìn)、更具現(xiàn)代化，對于我國水文水資源管理將會是巨大的推動。

3.2智能化發(fā)展

智能化、自動化是當(dāng)前可以預(yù)想到的發(fā)展道路，未來3S向智能化發(fā)展是預(yù)定下的無形發(fā)展之路，也是改革的重點方向。通過3S技術(shù)智能化改革，數(shù)據(jù)分析過程會更全面、更完整，也會更人性化，會大大節(jié)省人力、物力、財力，從而帶動水資源管理工作走得更快速、更長遠(yuǎn)。

3.3集成化發(fā)展

隨著集成化技術(shù)的快速發(fā)展，未來的3S技術(shù)也不可避免地要向集成化發(fā)展方向靠攏，結(jié)合多項高新技術(shù)，做到規(guī)避限制、揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮各項科技優(yōu)勢，只有將3S技術(shù)做到集成化發(fā)展，才能收獲更廣闊的水文信息，同時也可以提供多項決策信息。

總結(jié)

在航空技術(shù)飛速發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)不斷更新的今天，對于3S技術(shù)運(yùn)用到水資源工程中，實現(xiàn)集成化、智能化的勘測體系，發(fā)揮出3S技術(shù)自身的價值。對于水資源管理工作來說，3S技術(shù)可以不斷優(yōu)化其勘測效率，通過精確、高效的監(jiān)測數(shù)據(jù)制定生態(tài)保護(hù)方案，為改善自然環(huán)境，促進(jìn)水資源的良性循環(huán)提供技術(shù)保障。

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