水文水資源勘測中遙感技術(shù)的應(yīng)用

劉 朝

（河北省張家口水文勘測研究中心，河北張家口 075000）

1 遙感技術(shù)的概述

遙感技術(shù)作為一種探測技術(shù)，其出現(xiàn)的時間相對較早。該技術(shù)基于電磁波理論，通過對傳感器進行有效利用，更好地收集和分析各種遠距離目標反射與輻射的電磁波，然后對這些電磁波進行處理，使之成為信息綜合成像的基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)對地面景物的探測與判斷。在具體探測過程中，遙感技術(shù)具有很強的綜合性特征，在各個領(lǐng)域發(fā)展中起著重要的推動作用，既有利于簡化各個工作環(huán)節(jié)，還能夠減輕工作量，大幅度提高工作效率，用較低的投入成本獲得高精度的探測數(shù)據(jù)[1]。另外，遙感技術(shù)主要是從電磁波技術(shù)出發(fā)，對目標信息進行反饋與采集，然后由相關(guān)工作人員對這些信息進行整理和分析，從而完成對目標的準確識別。該探測技術(shù)具備很強的生命力與綜合性，企業(yè)運用遙感技術(shù)能夠降低人工成本，顯著提高測繪精度，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析和各項工作的開展提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2 遙感技術(shù)的特點

2.1 全天候監(jiān)測

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感技術(shù)這一新型探測技術(shù)應(yīng)運而生，該技術(shù)是通過傳感器實現(xiàn)傳感，以完成對可見光波、紫外線和紅外線等光波的有效收集，能夠全面呈現(xiàn)出肉眼無法看見的物體特征。基于上述原理，在水文水資源勘測過程中運用遙感技術(shù)，可以實現(xiàn)對水位的有效觀測，進一步豐富水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，大幅度提高水位觀測結(jié)果的精準度。同時，遙感技術(shù)相較于傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)而言，其對外界干擾因素具備更強的抵抗能力，如天氣、地面植被及氣候等相關(guān)因素對遙感技術(shù)作用的發(fā)揮無明顯影響。因此，實現(xiàn)全天候監(jiān)測，能夠收集到更為全面的水文水資源信息數(shù)據(jù)[2]。

2.2 不易受空間限制

在以往水文水資源勘測中，多采用人工方式完成勘測工作，但這種方式極易受到惡劣天氣、地面植被、復(fù)雜地形等外界因素的干擾和影響，導(dǎo)致水文水資源勘測工作不能順利開展，且工作效率很低，工作質(zhì)量較差，在整個勘測過程中存在諸多的危險因素，會嚴重威脅到工作人員的人身安全。相較于以往的水文水資源勘測方法，遙感技術(shù)的應(yīng)用更為靈活有效，不易受空間限制，可以進行更為全面的水文水資源監(jiān)測，即便是在復(fù)雜險峻的地形環(huán)境、惡劣的氣候環(huán)境下，遙感技術(shù)依然能夠順利完成水文水資源勘測工作，極大程度上擴展了遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍，獲取到更為全面和詳細的水文水資源數(shù)據(jù)，從而大幅度提高數(shù)據(jù)資料的精準性和完整性，促進水文水資源研究工作的高質(zhì)、高效開展[3]。

2.3 探測高效

在以往水文水資源勘測工作中，人工方式既需要投入大量的人力和物力資源，又耗費時間較長，極易受到多方面因素的干擾。而遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地彌補傳統(tǒng)勘測方式存在的不足，通過對陸地衛(wèi)星的有效利用完成地表的探測，相關(guān)研究顯示：一顆衛(wèi)星能夠在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)全球覆蓋成像，所以采用衛(wèi)星作業(yè)能夠大大縮短水文水資源勘測周期，有效提高勘測工作的精準度，從而顯著提高勘測工作的效率和質(zhì)量。

2.4 數(shù)據(jù)獲取范圍大

與以往的人工探測方式相比，遙感技術(shù)在水文水資源勘測中具有更為明顯的優(yōu)勢，既可以實現(xiàn)更大范圍的水文水資源勘測，又可以在保證勘測精準度的同時，進入人工方式難以達到的險峻區(qū)域進行勘測工作，獲得更為豐富的水文水資源數(shù)據(jù)信息。

3 我國水文水資源工程發(fā)展現(xiàn)狀

在新時代背景下，為能夠更好地促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，我國不斷加強對水文地質(zhì)的研究及水生態(tài)環(huán)境的保護，而水文和水資源相關(guān)工作是實現(xiàn)上述目標的重要途徑。通過利用先進的技術(shù)和有效的策略，推動水文水資源勘測工作的開展，進而實現(xiàn)預(yù)期目標。各領(lǐng)域需要結(jié)合時代發(fā)展的需求，有效利用水文與水資源應(yīng)用技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建高水平的技術(shù)融合與綜合使用體系，推動相關(guān)研究工作的開展，從而進一步提高水文研究和水資源保護工作的實效性[4]。不同于其他工程，水文水資源工程涵蓋了更多的內(nèi)容，且綜合性與交叉性更強，涉及地下水科學(xué)、地球科學(xué)等多領(lǐng)域的知識。水文水資源工程是基礎(chǔ)性工程的重要構(gòu)成部分，該工程不僅關(guān)系到國家和社會的發(fā)展，還與廣大人民群眾的日常生活緊密相關(guān)。因此，社會各界非常重視水文水資源工程的發(fā)展。

隨著科技的發(fā)展，水文監(jiān)測工作發(fā)生了較大的變化，充分運用全新的科技手段，特別是現(xiàn)代遙感技術(shù)，促進水文監(jiān)測工作的高質(zhì)、高效開展，在一定程度上對水生態(tài)環(huán)境的改良與治理、水資源的調(diào)度與配置發(fā)揮了良好的推動作用。雖然當前我國水文水資源技術(shù)水平顯著提高，但是外部環(huán)境的變化速度不斷加快，導(dǎo)致水文監(jiān)測工作出現(xiàn)了一系列的問題。例如，水文水資源探測技術(shù)不能適應(yīng)當下社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的需求，水文水資源探測技術(shù)與其他領(lǐng)域理論交叉融合深度不夠等。面對這一情況，有關(guān)部門在選用水文水資源勘測技術(shù)時，需要對多方面因素進行綜合考量，并在此基礎(chǔ)上進行一定的技術(shù)創(chuàng)新，加強各個領(lǐng)域之間的合作交流，從而促進水文水資源工程的跨學(xué)科發(fā)展。

4 水文水資源勘測中遙感技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 水資源監(jiān)測與應(yīng)用

對于水文水資源勘測而言，遙感技術(shù)在其中發(fā)揮著重要的作用，該技術(shù)可以對河流、湖泊、地下水資源等有效運用，生成清晰的圖片或視頻，以便相關(guān)工作人員更為準確、科學(xué)地分析河流或湖泊所在區(qū)域的地形地貌狀況，進而明確不同形態(tài)的地形地貌對區(qū)域內(nèi)地表水的流域面積、流向的影響。在地下水資源勘測過程中，相關(guān)工作人員可利用遙感技術(shù)全面收集區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合收集到的數(shù)據(jù)信息和相關(guān)資料，對區(qū)域地下水資源分布情況進行研究和分析，從而科學(xué)判斷目標區(qū)域地表之下水資源的特征、分布范圍等重要信息[5]。另外，相關(guān)工作人員還能夠利用遙感技術(shù)分析目標區(qū)域的總體地質(zhì)與水文情況，明確其他關(guān)聯(lián)地質(zhì)狀況，準確評估本區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的平衡關(guān)系，結(jié)合評估結(jié)果針對性地開展水資源勘測工作。

4.2 水資源保護

現(xiàn)階段，遙感技術(shù)在水文水資源保護中起著重要的作用。在水體懸浮物的監(jiān)測工作中，通過分析懸浮物的濃度能夠了解水質(zhì)的真實狀況，水資源的分布、沉降等情況會在很大程度上影響到湖泊、河流及水庫的生態(tài)環(huán)境。而遙感技術(shù)的充分運用，使相關(guān)工作人員可以對懸浮物反射波段與濃度進行全面、科學(xué)的分析，找出目標區(qū)域水質(zhì)可能存在的問題，從而采取科學(xué)、可行的防治措施。同時，深入研究陸地植被與藻類類似的光譜特征，當其反射率比較高時，則表明富集區(qū)的水體存在富氧化問題，這時相關(guān)工作人員需要確定遙感技術(shù)與具體數(shù)據(jù)信息之間的聯(lián)系，從而反映出藻類的綠色濃度，更為科學(xué)地判斷水體的富氧化情況。當水體存在不同程度的污染時，會在很大程度上改變水體的溫度、透明度及顏色等指標，這種改變會導(dǎo)致水體的反射率發(fā)生變化[6]。因此，在水文水資源勘測中運用遙感技術(shù)時，相關(guān)人員需要結(jié)合獲取到的遙感圖像，通過分析圖像的形態(tài)、紋理及色調(diào)等特征，詳細分析和觀察水體的濃度、面積和污染源，嚴格依據(jù)國家相關(guān)規(guī)定和要求采集相應(yīng)的遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合上述數(shù)據(jù)信息對目標區(qū)域內(nèi)水體污染情況進行跟蹤監(jiān)測。例如，通過利用衛(wèi)星或小型飛機等設(shè)備，采集相應(yīng)的遙感影像數(shù)據(jù)，從而達到實時跟蹤的目的，及時發(fā)現(xiàn)水源的污染問題，以便相關(guān)部門盡快采取有效的解決措施，保障區(qū)域內(nèi)人畜用水安全。

4.3 徑流量預(yù)測

在實際的水文水資源勘測工作中，遙感技術(shù)的運用可以實現(xiàn)對目標區(qū)域徑流量的精準預(yù)測。一直以來，徑流量的預(yù)測都是水文水資源勘測中較為繁瑣和復(fù)雜的環(huán)節(jié)。為能夠更好地反饋徑流量預(yù)測所需的信息數(shù)據(jù)，可借助衛(wèi)星遙感篩選原始的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分類與統(tǒng)計，再借助相應(yīng)的技術(shù)手段進行自動計算，從而實現(xiàn)對目標區(qū)域徑流量的智能化預(yù)測。在徑流量的勘測工作中，技術(shù)人員需要先科學(xué)估算目標區(qū)域的徑流量，依據(jù)衛(wèi)星遙感技術(shù)，有效結(jié)合人工估算方式與遙感測繪方式，保證二者之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而在極大程度上挖掘遙感技術(shù)的應(yīng)用潛能，將徑流量預(yù)測的誤差最小化[7]。對徑流量進行計算時，數(shù)據(jù)的來源主要是蒸發(fā)量與降水量，相關(guān)工作人員需要對目標區(qū)域的徑流量進行動態(tài)化監(jiān)控，有效整合和分析已經(jīng)獲取到的數(shù)據(jù)信息，然后以此為依據(jù)，對徑流量進行科學(xué)估算，再借助遙感技術(shù)對區(qū)域徑流量進行精準測繪，并構(gòu)建相應(yīng)的水文模型，將分析結(jié)果直觀地呈現(xiàn)在工作人員面前，從而為后續(xù)水文水資源工程建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)參考。

4.4 降水量監(jiān)測

區(qū)域內(nèi)降水量和蒸發(fā)量是徑流量預(yù)測的重要依據(jù)，通過遙感技術(shù)輔助開展降水量檢測，能夠顯著提高水文水資源勘測質(zhì)量和水平。具體而言，可利用遙感技術(shù)完成降水點和云頂溫度的勘測，在獲得相應(yīng)測量數(shù)據(jù)后，需要借助計算機實現(xiàn)自動計算，從而實現(xiàn)對當下區(qū)域內(nèi)降水量情況的全過程監(jiān)測。在具體降水量勘察期間，相關(guān)工作人員應(yīng)當注重氣象衛(wèi)星、雷達等先進技術(shù)手段的合理運用，建立一個更為完善有效的降水量檢測系統(tǒng)，在保證降水量檢測完整性的同時，提高降水量預(yù)測的精準度。通常來說，當區(qū)域內(nèi)的降水量比較少時，則表明云層相對較薄，此時需要將遙感技術(shù)和雷達系統(tǒng)有效結(jié)合，以確保監(jiān)測工作的高質(zhì)量完成；如果云層較厚，則需要有效結(jié)合遙感技術(shù)與氣象衛(wèi)星技術(shù)。

4.5 蒸發(fā)量監(jiān)測

蒸發(fā)量的監(jiān)測應(yīng)當加強對水源動態(tài)轉(zhuǎn)化情況的監(jiān)控，這是一項物理層面的工作?，F(xiàn)階段我國針對水資源蒸發(fā)量的監(jiān)測主要采用衛(wèi)星技術(shù)手段，然而這種監(jiān)測方法的投入成本較高，工程量規(guī)模過大，工作內(nèi)容多樣繁雜，難以保證水文水資源勘測工作的可靠性與穩(wěn)定性。針對上述問題，相關(guān)工作人員需要有效結(jié)合遙感技術(shù)和監(jiān)測系統(tǒng)進行輔助計算，針對差異化的水文水資源狀況，應(yīng)當建立多層次的遙感模型，并進行分層計算，從而更為精準地定位目標區(qū)域的蒸發(fā)量，促進后續(xù)徑流量計算工作的順利開展。

4.6 部分災(zāi)害預(yù)防

在水文水資源勘測過程中，現(xiàn)代遙感技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對目標區(qū)域旱情、積融雪及洪澇等狀況的全面監(jiān)測，從而發(fā)揮預(yù)防災(zāi)害的作用。針對土壤流失與侵蝕動態(tài)等情況的監(jiān)測，可借助遙感技術(shù)獲取區(qū)域內(nèi)的地形、地表植被、降雨量等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上利用分類對比、逐像比較等方法完成全過程監(jiān)測，同時建立水土流失定量計算模型，用于分析該區(qū)域的水土流失情況，以便工作人員找出造成土壤侵蝕的主要原因，及時采取針對性的防治措施，盡可能減少水土流失問題，保持區(qū)域內(nèi)的水土平衡。

5 結(jié)語

遙感技術(shù)具有全天候監(jiān)測、不易受空間限制、探測高效及數(shù)據(jù)獲取范圍大等特點，將其應(yīng)用在水文水資源勘測工作中，不僅能夠大幅度降低人工工作量，還能夠提高工作效率和質(zhì)量。因此，在具體應(yīng)用過程中，相關(guān)部門應(yīng)充分研究遙感技術(shù)的特點與應(yīng)用優(yōu)勢，結(jié)合水文水資源勘測的具體要求，將遙感技術(shù)與衛(wèi)星、氣象系統(tǒng)等有機結(jié)合，從而更為科學(xué)、有效地開展水資源監(jiān)測、水資源保護、徑流量預(yù)測等工作，促進目標區(qū)域水資源開發(fā)和利用工作的有序開展。