遙感技術(shù)在農(nóng)田水利工程建設(shè)及管護中的應(yīng)用

李彥龍

（山東省沂南縣青駝鎮(zhèn)人民政府，山東 沂南 276300）

遙感技術(shù)在我國的迅速發(fā)展是在20世紀(jì)80年代，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，遙感技術(shù)在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。在農(nóng)田水利工程建設(shè)及管護項目中，遙感技術(shù)可以合理地控制流域治理項目，利用遙感技術(shù)進行水資源調(diào)控、預(yù)測和安全監(jiān)測，確保農(nóng)田水利工程的安全，提高服務(wù)質(zhì)量和建設(shè)價值，在減少洪澇災(zāi)害的基礎(chǔ)上保護農(nóng)業(yè)用地。

1 遙感技術(shù)分析

1.1 遙感技術(shù)概念

遙感設(shè)備可以測量和捕獲目標(biāo)及其背景的反射和輻射電磁波，并將這些信號轉(zhuǎn)換成圖像。遙感是將探測到的信息通過幾何修改和輻射傳輸?shù)降孛嬲具M行進一步的解釋和處理。分析和解釋照片中的內(nèi)容，以確保它符合真實的狀態(tài)。與計算機判讀相比，人工判讀主要是通過視覺和手工對比圖像和數(shù)據(jù)的差異，分析和解釋存在的問題。在圖像識別技術(shù)的支持下，計算機解譯使圖像內(nèi)容的分類和識別成為可能，該方法的應(yīng)用涉及獲取測量領(lǐng)域目標(biāo)的光譜特征，作為計算機識別的基礎(chǔ)和依據(jù)。

1.2 遙感技術(shù)特征

遙感技術(shù)特點非常明顯，這就意味著相關(guān)技術(shù)人員必須進行集中分析和數(shù)據(jù)采集。首先，調(diào)查區(qū)域具有明顯的特征。在實際的測量過程中，衛(wèi)星圖像可以綜合捕捉3.4萬平方公里的地球表面，也就是說，500多幅衛(wèi)星圖像可以綜合測量我國的地表面積。遙感技術(shù)的范圍可以從時間節(jié)點的角度來分析，氣象衛(wèi)星可以在一天內(nèi)拍攝兩張全角度的遠(yuǎn)程地球偵察照片，在最短的時間內(nèi)捕獲和分析大規(guī)模的突發(fā)事件。其次，整體特征明顯。在實際的綜合技術(shù)測量過程中，遙感技術(shù)可以進行多維度、多方位的分析，建立全面的信息收集網(wǎng)絡(luò)，確保可以創(chuàng)建更有效的抗干擾結(jié)構(gòu)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行全面分類，并將其整合到數(shù)據(jù)和信息傳遞的過程中，從而確保額外的調(diào)查措施更加科學(xué)合理，減少人為因素的影響。在利用遙感技術(shù)時，可以利用衛(wèi)星進行遙感，確保影響能滿足實際管理要求；提高測量數(shù)據(jù)的完整性和有效性，建立科學(xué)合理的數(shù)據(jù)采集和適配結(jié)構(gòu)，在抗干擾項目的準(zhǔn)備和實施中充分利用輔助檢測措施的實際影響；結(jié)合調(diào)查網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)數(shù)據(jù)進行粗放處理和結(jié)構(gòu)性更新。

2 基于遙感技術(shù)的農(nóng)田水利工程建設(shè)應(yīng)用

2.1 遙感技術(shù)與水利工程測量

測量是水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)。在前期規(guī)劃階段，準(zhǔn)確的測量可以為相關(guān)工作提供參考數(shù)據(jù)和參考。測量施工階段還包括現(xiàn)場安裝、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和傳統(tǒng)信息傳輸，主要通過水平經(jīng)緯儀和光學(xué)經(jīng)緯儀進行。遙感技術(shù)的主要優(yōu)點是測量精度高，但在實際應(yīng)用中，由于測量周期長，且易受天氣等氣候因素的影響，對操作人員的要求較高。傳統(tǒng)勘探在一些地形復(fù)雜的地區(qū)，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，為相關(guān)工作開辟了新的機遇。在目前的調(diào)查工作中，高分辨率遙感數(shù)據(jù)已成為大尺度空間數(shù)據(jù)獲取的主要方式，工作效率的提高也很明顯。

2.2 農(nóng)田水利工程建設(shè)進度的監(jiān)測與驗收

通過不定期獲取相關(guān)區(qū)域的遙感影像，結(jié)合本項目農(nóng)田水利規(guī)劃圖，工作人員可以客觀地分析本項目在農(nóng)田水利建設(shè)過程中的總體情況。與現(xiàn)場檢查相比，RS圖像檢查不僅可以提高檢查效率，還可以促進農(nóng)田水利的整體順利進行。在工程施工完成后，還可以將圖紙與工程表面施工完成后的RS圖像進行對比，從而掌握工程的整體完成情況，這種針對性的降低也可以保證項目驗收的整體質(zhì)量。

2.3 遙感技術(shù)與水利工程征地移民

征地移民也是大型農(nóng)田水利工程設(shè)施建設(shè)的重要組成部分。對于許多水利工程來說，征地移民成本往往超過水電站的建設(shè)成本。征地移民本身是一項十分艱巨的任務(wù)，涉及經(jīng)濟補償、移民安置等。在傳統(tǒng)工作的背景下，土地使用面積的征用往往由當(dāng)?shù)鼐用窈彤?dāng)?shù)卣陥?，?zhǔn)確性較低，容易受到實際因素的影響和干擾。很容易造成后期投資損失。同時，征地移民工作進展的調(diào)查周期長、效率低，不利于后續(xù)工作的穩(wěn)定有序進展。結(jié)合遙感技術(shù)的應(yīng)用及其在數(shù)據(jù)采集和分析方面的獨特優(yōu)勢，可以對征地移民安置的各個環(huán)節(jié)進行有效、動態(tài)的監(jiān)測。還可以從土地利用解譯等方面計算征地移民面積。通過對不同時期遙感信息的分析，我們也可以更準(zhǔn)確、更宏觀地監(jiān)測征地移民進度。此外，在GIS等平臺的幫助下，我們還可以獲得土壤形態(tài)和地形，為征地移民路線和征地移民區(qū)域的選擇提供支持和依據(jù)。

3 遙感技術(shù)在農(nóng)田水利中的應(yīng)用

3.1 基于3S技術(shù)的農(nóng)田水利灌排渠道選線

以遙感宏觀、透氣性、真實性、完整性為信息源，可快速準(zhǔn)確地獲取項目區(qū)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)、排灌渠道、各級土地利用控制區(qū)、人口分布、交通狀況。GPS提供高精度、及時、高效的定位信息，操作方便，點與點之間不相互查看。因此在選擇最佳路線時，為了保證設(shè)施的安全，灌溉渠預(yù)測主要是通過遙感恢復(fù)目標(biāo)和校正圖像。GIS主要用作通道選擇的分析工具，GIS具有強大的數(shù)據(jù)合成、地理建模和空間分析功能，它存儲和處理遙感基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過3S技術(shù)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟排灌路線，獲取不可達(dá)區(qū)域的空間信息，結(jié)合RS和GIS技術(shù)繪制遙感灌區(qū)地質(zhì)圖，分析灌區(qū)斷面和控制區(qū)，綜合分析地形與工程條件的關(guān)系。首先，快速、科學(xué)地選擇主干道的最佳路線、各路線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施位置和海床。其次，基于高分辨率遙感影像和數(shù)字高海拔模型的數(shù)據(jù)庫是真實的三維模型，在綜合管理信息系統(tǒng)中，借助生態(tài)工程場地的相關(guān)地質(zhì)條件，順利進行三維透視分析，選擇路由信息。

3.2 農(nóng)田水利工程建設(shè)進度監(jiān)測和輔助驗收

在農(nóng)田水利工程建設(shè)過程中，會不時獲取項目區(qū)的遙感影像，并結(jié)合農(nóng)田水利工程規(guī)劃圖對項目進度進行對比分析。在此基礎(chǔ)上，對現(xiàn)場問題較多、進度緩慢的項目區(qū)進行復(fù)核，提高檢查效率，促進農(nóng)田水利項目的順利建設(shè)。工程竣工后，將設(shè)計的農(nóng)田水利工程與項目區(qū)農(nóng)田水利工程竣工后獲得的高分辨率遙感影像進行對比，記錄工程竣工情況；在此基礎(chǔ)上，采用具體的農(nóng)用地保護項目，節(jié)約驗收，確保項目質(zhì)量吸收。

4 基于遙感技術(shù)的農(nóng)田水利工程管護

4.1 基于遙感技術(shù)的農(nóng)田用水計劃

農(nóng)業(yè)水資源利用規(guī)劃主要依據(jù)作物栽培和栽培資料、旱澇、灌溉等。目前，農(nóng)用地規(guī)劃中獲取作物分布和生長信息的方式主要依賴于這種傳統(tǒng)技術(shù)，作為一種人工適應(yīng)和實證評價，由于農(nóng)作物的多樣性，信息的獲取不同。傳統(tǒng)的灌溉方式無法獲得完整、準(zhǔn)確、及時的灌溉信息。因此，利用遙感技術(shù)維護作物種植信息結(jié)構(gòu)、研究作物生長、監(jiān)測作物旱澇災(zāi)害已成為制定科學(xué)合理的水資源規(guī)劃的必然技術(shù)手段。

4.2 基于3S技術(shù)的灌溉水資源優(yōu)化配置

水資源優(yōu)化配置通常是指水資源在時間和空間上的優(yōu)化配置，水資源的優(yōu)化配置包括農(nóng)業(yè)水動力學(xué)、水文學(xué)、氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)和管理，水資源的優(yōu)化配置可以促進農(nóng)業(yè)水資源的更有效和生產(chǎn)性利用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益和社會效益?；?S技術(shù)的水資源優(yōu)化配置最重要的過程是收集和處理各種來源的空間信息。研究不同灌溉渠的控制面積以及不同灌溉渠系統(tǒng)之間的關(guān)系，在作物水分和農(nóng)業(yè)水分平衡模型的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了灌溉水和灌溉用水之間的關(guān)系。同時，分析影響因素，優(yōu)化灌溉目標(biāo)和條件，確定灌溉用水的最優(yōu)配置模型，并利用智能算法對灌區(qū)面積和水資源配置進行了優(yōu)化。在實現(xiàn)灌區(qū)資源配置的智能優(yōu)化后，灌區(qū)應(yīng)按照灌區(qū)不同作物的生長情況進行分配，以保證灌溉水的最優(yōu)分配。在渠系規(guī)模上，水資源的優(yōu)化配置往往與優(yōu)化灌溉輪作相結(jié)合。其次，根據(jù)灌區(qū)分配和渠道系統(tǒng)的實際位置，建立了灌區(qū)最優(yōu)輪灌模型和智能算法，求解灌區(qū)水資源最優(yōu)配置模型。最后，在該地區(qū)建立作灌溉系統(tǒng)。

5 結(jié)語

遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用增加了遙感在農(nóng)田水利工程建設(shè)中的價值，不僅促進了傳統(tǒng)水利行業(yè)的現(xiàn)代化，也對當(dāng)前水利行業(yè)的改革提出了重大挑戰(zhàn)。從目前農(nóng)田水利工程管理實踐來看，農(nóng)田水利工程建設(shè)也應(yīng)向計算機化、智能化方向發(fā)展。遙感、全球定位、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代技術(shù)也為今后農(nóng)業(yè)土地節(jié)水項目的建設(shè)和發(fā)展提供了有效的支持和保障，隨著相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)將向更高的光譜和更高的空間分辨率發(fā)展，這將使未來的定量分析更加精確。