王妍
摘要:將遙感技術(shù)運(yùn)用到水利信息化中能夠提供更多的數(shù)據(jù)信息,從而促進(jìn)水利信息化的發(fā)展。文章首先對遙感技術(shù)進(jìn)行簡要介紹,該技術(shù)能夠在很多領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。然后分析了水利信息化中遙感技術(shù)的運(yùn)用,主要在水利信息化中運(yùn)用遙感技術(shù)的監(jiān)測和勘查功能。再分析了遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中的缺陷。最后對水利信息化中遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。為了使得遙感技術(shù)能夠發(fā)揮更好的應(yīng)用效果,需要對其進(jìn)行不斷完善,并且需要有針對性的應(yīng)用于水利信息化的發(fā)展之中。
關(guān)鍵詞:水利信息化;遙感技術(shù);運(yùn)用;問題
中圖分類號:TP79;S127 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001—5922(2021)02一0094—04
水利信息化發(fā)展相當(dāng)復(fù)雜,其中涉及到的內(nèi)容非常豐富,存在大量的信息數(shù)據(jù),并且這些信息數(shù)據(jù)會隨時(shí)發(fā)生變化,當(dāng)然這些信息數(shù)據(jù)在水利中極其重要,有助于水利相關(guān)工作的更好實(shí)施。將遙感技術(shù)應(yīng)用到水利信息化中已經(jīng)有幾十年的發(fā)展,人類認(rèn)識到遙感技術(shù)在水利信息化中的重要性,并也對其進(jìn)行了大量研究。然而在應(yīng)用過程中任然存在某些缺陷,限制了遙感技術(shù)的應(yīng)用效果。于是文章將對遙感技術(shù)在水利信息化中運(yùn)用和問題進(jìn)行分析,目的在于提高遙感技術(shù)在水利信息化中的應(yīng)用效果。
1遙感技術(shù)的簡介
遙感技術(shù)的使用需要一系列的設(shè)備作為輔助工具,首先使用遙感設(shè)備對勘測目標(biāo)進(jìn)行拍照和傳輸掃描,從而獲取目標(biāo)的相關(guān)信息,然后將信息進(jìn)行傳遞、保存和處理,再對收集到的各種信息進(jìn)行分析,提取重要信息,并將該信息傳遞到地面接收站,地面接收站會根據(jù)獲取的重要信息進(jìn)行判斷和分析,作出相關(guān)結(jié)論,從而實(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)的作用。如今,該技術(shù)處于不斷發(fā)展之中,也已經(jīng)在地面監(jiān)測和航天航空中具有重要作用,并且在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、氣候等方面中也有了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用,如圖1所示,即為遙感技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。通過遙感技術(shù)的使用,能夠更加深入的挖掘出目標(biāo)的信息數(shù)據(jù),這些信息數(shù)據(jù)能夠作為重要的參考依據(jù)作用于不同領(lǐng)域的決策中。
遙感技術(shù)之所以能夠發(fā)揮重要作用,是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)獲取方面能夠使用不同方式手段,而且還可以從多維度的方式精細(xì)化采集重要信息,其目標(biāo)的反映完整性和精確度自然就會很高。另外,遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)獲取和處理速度上也比較快,正好符合當(dāng)前追求高效率的社會發(fā)展需求,所以遙感技術(shù)在很多領(lǐng)域中能夠具有較強(qiáng)的實(shí)用性。遙感技術(shù)處理信息的高效性主要體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理,只需要按照相關(guān)程序進(jìn)行處理,不會涉及到人為因素的干擾,所以就會提高數(shù)據(jù)獲取和處理效率。最后,遙感技術(shù)會多次對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和矯正,所以能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。正因?yàn)檫b感技術(shù)的優(yōu)勢較多,所以其使用范圍在不斷擴(kuò)大。應(yīng)用于水利信息化中也能夠發(fā)揮一定的作用。
2水利信息化中遙感技術(shù)的運(yùn)用
遙感技術(shù)在我國水利事業(yè)方面已經(jīng)有了很長時(shí)間的發(fā)展和應(yīng)用,通過使用遙感技術(shù)能夠推動(dòng)我國水利信息化的發(fā)展,為我國的水利信息資源進(jìn)行了大量的積累,有了這些信息的積累和分析,能夠更好的發(fā)展我國水利工程。我國水利工程屬于一個(gè)龐大的工程,其中涉及到很多不同的方面都可以使用到遙感技術(shù),畢竟遙感技術(shù)的作用較多,能夠收集到深入的重要信息,具有監(jiān)測、勘查等作用。所以文章將以遙感技術(shù)的作用特點(diǎn)作為出發(fā)點(diǎn),分析其在水利信息化中的應(yīng)用。
2.1水利信息化中遙感技術(shù)的監(jiān)測作用運(yùn)用
遙感技術(shù)的檢測作用能夠在水利信息化的諸多領(lǐng)域中進(jìn)行使用,比如監(jiān)測地表水資源,監(jiān)測水環(huán)境,監(jiān)測水旱災(zāi)害等。
1)地表水資源:地表水調(diào)查作為水利信息化工作中的一部分,在監(jiān)測過程中需要根據(jù)地表水的性質(zhì)對其使用不同的方式快速獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)。作為濕地水體,水底下面存在各種植被和土壤,會受到放射光譜的影響而導(dǎo)致像素值發(fā)生變化,于是使用光學(xué)技術(shù)或者雷達(dá)的方式獲取地表水資源信息不準(zhǔn)確,但是可以通過使用水體指數(shù)法、形態(tài)學(xué)方法等提取數(shù)據(jù)資源。對不同地區(qū)地表水資源進(jìn)行監(jiān)測,需要做好相關(guān)時(shí)段的遙感圖像配準(zhǔn),目的在于能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測地表水資源,從而發(fā)現(xiàn)地表水資源的變化情況,也能夠收集到地表水資源更多的相關(guān)信息。圖2即為通過使用遙感技術(shù)獲取的某地表水監(jiān)測狀態(tài)圖。另外,通過使用多時(shí)相遙感圖像,當(dāng)水資源發(fā)生變化時(shí),其中的變化數(shù)據(jù)能夠被提取出來,然后使用激光雷達(dá)等方式,可以對發(fā)生變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量估算,將會更有利于深入了解地表水的狀態(tài),而且還能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測,獲取更多重要的相關(guān)信息。
2)水環(huán)境:水利信息化中水環(huán)境的監(jiān)測也屬于一個(gè)重要內(nèi)容,對水環(huán)境進(jìn)行評估時(shí)需要獲取水體中相關(guān)的重要信息,比如葉綠素含量、固體懸浮物和其他污染信息等信息。所以在獲取這些信息的過程中,能夠使用遙感技術(shù)。即通過使用遙感技術(shù),能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測水環(huán)境中水體信息,對這些信息進(jìn)行掌握有利于深入了解水環(huán)境。研究表明,水體中葉綠素濃度的多少,決定著水體中浮游生物分布的情況。所以監(jiān)測并獲取準(zhǔn)確的葉綠色濃度將會比較重要,使用的方式就是建立體現(xiàn)水體光譜和遙感數(shù)據(jù)關(guān)系的模型,這種方式能夠準(zhǔn)確對葉綠色濃度進(jìn)行計(jì)算。
研究表明,水體中懸浮泥沙的含量直接反映水體生態(tài)環(huán)境健康程度。所以有必要對懸浮泥沙含量進(jìn)行監(jiān)測,使用的方式就是遙感反演,這種方式不僅能夠較為準(zhǔn)確的得到不同水體的固態(tài)懸浮物含量,而且這種監(jiān)測管理的方式成本較低。同樣,使用遙感技術(shù)還能夠完成水環(huán)境中其他污染信息的監(jiān)測。
水體中污染信息種類不同,比如熱污染、油溢污染等,不同的污染需要使用不同方式進(jìn)行監(jiān)測,才會發(fā)揮更好的監(jiān)測效果。比如熱污染監(jiān)測使用熱紅外傳感技術(shù),油溢監(jiān)測通過使用水體表面散射和光譜等信息進(jìn)行判斷。但是使用遙感技術(shù),能夠完成水體中很多污染物質(zhì)進(jìn)行判斷,能夠得出污染物質(zhì)的分布情況,能夠分析出污染物質(zhì)的來源,能夠得到污染物質(zhì)的遷移特征,能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)進(jìn)行監(jiān)測,并發(fā)現(xiàn)其變化情況。
所以在水環(huán)境監(jiān)測中,使用遙感技術(shù)將會具有多方面的作用,使得人類更好的了解水環(huán)境情況,并且獲得水環(huán)境中重要的信息數(shù)據(jù),為管理好水環(huán)境提供準(zhǔn)確、廣泛的數(shù)據(jù)信息。
3)水旱災(zāi)害:在水利信息化中水旱災(zāi)害的發(fā)生,將會造成大面積的災(zāi)害和經(jīng)濟(jì)損失,所以非常有必要對這方面進(jìn)行監(jiān)測,并且遙感技術(shù)在水旱災(zāi)害中具有比較長的應(yīng)用時(shí)間。我國將遙感監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到河流中,對河流的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,從而能夠及時(shí)對洪水災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測,從監(jiān)測結(jié)果看來,遙感技術(shù)的應(yīng)用,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水災(zāi),從而給人類更多時(shí)間對其進(jìn)行處理,極大的降低了水災(zāi)造成的危害。在對水災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測時(shí),遙感圖像能夠建立相關(guān)的水體淹沒模型,能夠得到降水量和淹沒區(qū)域面積的關(guān)系,所以在水災(zāi)害中能夠發(fā)揮重要作用。
表1即為五個(gè)國家利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析的某地區(qū)特大山洪泥石流應(yīng)急評估數(shù)據(jù)。對地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察,將所獲得數(shù)據(jù)和其他相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),能夠?qū)?zāi)害進(jìn)行科學(xué)憑據(jù)。而且,在災(zāi)害的監(jiān)測中使用遙感技術(shù),能夠獲得水文的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),然后將該數(shù)據(jù)和遙感圖像進(jìn)行結(jié)合使用分析,可以分析出洪災(zāi)的發(fā)生過程,從而能夠制定出更加科學(xué)、有效的救災(zāi)方案。另外,在水災(zāi)中使用遙感技術(shù),能夠獲得水災(zāi)的相關(guān)信息,比如能夠得到水災(zāi)淹沒的面積、水災(zāi)發(fā)生時(shí)間和水災(zāi)的深度的信息,這些信息數(shù)據(jù)都可以作為日后決策和管理的重要依據(jù)。比如通過利用這些數(shù)據(jù),可以估算水災(zāi)對農(nóng)作物的影響程度。
遙感技術(shù)除了能夠在水災(zāi)中發(fā)揮重要的監(jiān)測作用,而且還能夠在干旱監(jiān)測中發(fā)揮同樣的作用。使用遙感技術(shù),能夠得到植被指數(shù)和土壤水分等重要信息,然后通過這些信息對土壤干旱程度進(jìn)行判斷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了初期干旱時(shí),相關(guān)管理者即可對其進(jìn)行及時(shí)管理,作出更加合理的救災(zāi)方案,從而可以降低干旱帶給人類的損失。
2.2水利信息化中遙感技術(shù)的勘察作用運(yùn)用
遙感技術(shù)具有相關(guān)的勘查作用,在水利信息化中也涉及到一些需要進(jìn)行勘查的工作,比如水文地質(zhì)勘查工作,水利規(guī)劃中需要的勘測調(diào)查工作,水利工程的勘查工作等,這些勘查工作在水利信息化中也非常重要。通過使用遙感技術(shù),能夠在水利信息化相關(guān)的勘查工作中發(fā)揮重要作用。
水文地質(zhì)勘查工作中,需要獲取地下水資源的各種信息,這些信息的有助于水資源的查找和圈定,于是通過使用遙感技術(shù)能夠?qū)@些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行勘查,從而得到準(zhǔn)確的提取結(jié)果。在查找地下水的過程中,判斷地下是否存在水源,會與地質(zhì)構(gòu)造和土壤濕度等因素相關(guān),通過對這些因素進(jìn)行判斷,從而分析地下是否存在水源。所以在遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘查中的主要作用表現(xiàn)在可以在該地域中得到遙感圖像,然后可以獲得該地域的地質(zhì)構(gòu)造和土壤濕度等相關(guān)信息,從而判斷是否存在水資源分布。另外,在水文地質(zhì)勘查中,還可以使用遙感技術(shù),對植被覆蓋的土壤濕度進(jìn)行估算,還能夠使用微波遙感得到土壤的水分?jǐn)?shù)據(jù)。對地下水有了一個(gè)深入了解之后,能夠避免過度開采地下水的問題,因?yàn)橐坏┠车赜虻牡叵滤霈F(xiàn)過度開采,則會出現(xiàn)地表沉降等危害。所以,使用遙感技術(shù)能夠提供判斷是否存在水源的重要信息數(shù)據(jù)。
水利信息化中還包含著水利工程勘測工作,在水利工程勘測的過程,需要涉及到很多大大小小的信息數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的獲取準(zhǔn)確度和效率在一定程度影響著水利工程的建設(shè)質(zhì)量和安全性。遙感技術(shù)具有比較好的勘測功能,所以能夠在水利工程勘測中發(fā)揮重要作用。地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會嚴(yán)重影響到水利工程的建設(shè),所以首先使用遙感技術(shù)能夠?qū)Φ刭|(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘測,從而了解該地質(zhì)結(jié)構(gòu)是否具有水利工程的建設(shè)條件。然后,因?yàn)樗こ毯芏喽际墙ㄔO(shè)在水域附近,這樣的地質(zhì)環(huán)境容易造成工程出現(xiàn)滲漏情況,從而影響到水利工程的質(zhì)量,為了降低工程滲漏情況發(fā)生,使用遙感技術(shù)能夠?qū)B漏情況進(jìn)行勘測,從而發(fā)現(xiàn)工程中容易發(fā)生滲漏的地方,并對這些位置進(jìn)行標(biāo)記,從而降低滲漏的發(fā)生狀況。最后,在水利工程中使用遙感技術(shù),還能夠科學(xué)估算水庫淹沒范圍,對該地域進(jìn)行實(shí)際地形勘測,然后得出反映出實(shí)際的地形,這些數(shù)據(jù)都有利于水庫工程的建設(shè)。遙感技術(shù)在水利工程的勘測中進(jìn)行使用,不僅應(yīng)用范圍比較廣泛,而且獲得數(shù)據(jù)信息的效率和精確度較高,能夠提高水利工程勘測效果。
3水利信息化中遙感技術(shù)的問題
遙感技術(shù)雖然在水利信息化中能夠發(fā)揮重要作用,但是隨之不斷發(fā)展,在應(yīng)用過程中也逐步發(fā)現(xiàn)遙感技術(shù)存在一些問題,這些問題的出現(xiàn),在一定程度限制了水利信息化的發(fā)展。這些問題主要表現(xiàn)在以下3方面:
1)遙感技術(shù)在水利信息化中的操作水平較低:在水利信息化的各種工作過程中,使用到遙感技術(shù)的方面較多,但是由于技術(shù)人員對遙感技術(shù)的操作水平不高,導(dǎo)致在水利信息化中使用遙感技術(shù)時(shí)不能發(fā)揮其全部優(yōu)勢,造成這種現(xiàn)象主要有以下3個(gè)原因:首先就是將遙感技術(shù)應(yīng)用與水利信息化中,沒有對操作人員進(jìn)行實(shí)際工作的培訓(xùn)或者再教育,所以操作人員會憑借自身所學(xué)和工作經(jīng)驗(yàn)對遙感技術(shù)進(jìn)行操作,但是這種方式在實(shí)際的應(yīng)用過程中會影響到其應(yīng)用質(zhì)量和效果;然后就是對操作人員的發(fā)展和培養(yǎng)存在缺陷,對其不重視,但是人才流失較為嚴(yán)重,也會影響到技術(shù)人員的職業(yè)水平;最后就是在水利部門中缺乏外部交互體系和外部支撐,遙感技術(shù)中某些重要的科研成果沒有向水利部分進(jìn)行傳達(dá),所以水利部門的遙感技術(shù)水平比較差。
2)缺乏遙感數(shù)據(jù)庫:水利信息化中,涉及到了內(nèi)容十分豐富,而且比較復(fù)雜,容易受到各種因素的影響,在很多情況下需要對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,實(shí)時(shí)獲取重要數(shù)據(jù)信息,必然其中使用的數(shù)據(jù)庫要求也會比較高,雖然遙感技術(shù)在水利中已經(jīng)有了較長時(shí)間的發(fā)展,但是其中所使用的數(shù)據(jù)庫比較缺乏,水利信息化中的數(shù)據(jù)可還處于繼續(xù)發(fā)展使其,需要對其進(jìn)行不斷完善。
3)遙感技術(shù)自身缺陷:在水利信息化中使用遙感技術(shù)時(shí),雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的應(yīng)用效果,但是遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中任然存在某些缺陷,比如遙感技術(shù)的解譯方法和水平不高。因?yàn)樵诨旌瞎庾V的研究中,遙感技術(shù)的解譯水平還處于初步發(fā)展時(shí)期,其解譯水平并不理想,所以為了提高遙感技術(shù)在水利信息化中的應(yīng)用效果,對遙感技術(shù)的自身發(fā)展有待提高,需要提高其解譯水平和方法,并隨著現(xiàn)代需求,對遙感技術(shù)進(jìn)行不斷完善。
4水利信息化中遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢
遙感技術(shù)能夠在水利信息化中發(fā)揮重要作用,隨著水利信息化要求的不斷變化和發(fā)展,對遙感技術(shù)的使用也有了進(jìn)一步要求,另外,遙感技術(shù)自身也存在一定的缺陷,所以在今后的發(fā)展中,水利信息化中使用遙感技術(shù)將會變得更加完善,被應(yīng)用水利信息化的遙感技術(shù)將會具有更好的針對性,其數(shù)據(jù)質(zhì)量將會有進(jìn)一步提高,遙感技術(shù)也會向著定量遙感、應(yīng)用集成的方向發(fā)展。
遙感技術(shù)能夠在很多領(lǐng)域中使用,但是每一種領(lǐng)域都會有其特點(diǎn)和要求,建立專門面向水利信息化而發(fā)展的遙感技術(shù)將會變得更加專業(yè)化和有針對性,這樣遙感技術(shù)在水利信息化中進(jìn)行應(yīng)用時(shí),將會發(fā)揮更好的應(yīng)用效果。
在水環(huán)境、水資源等的監(jiān)測中,遙感技術(shù)能夠發(fā)揮宏觀的作用,但是具體到項(xiàng)目中時(shí),還需要對遙感技術(shù)的微觀細(xì)致度進(jìn)行提高,目的在于提高遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量及其精確度。
朝著定量遙感進(jìn)行發(fā)展,不僅能夠提高遙感技術(shù)的自身的優(yōu)勢,而且也有利于水利信息化的發(fā)展。所以在今后的研究中需要不斷完善和水利相關(guān)的的定量遙感,深入分析遙感和應(yīng)用模型的銜接。另外,為了實(shí)現(xiàn)定量遙感,還需要對數(shù)據(jù)處理和反演的效率進(jìn)行提高。
5結(jié)語
綜上所述,遙感技術(shù)在水利信息化中具有長時(shí)間的發(fā)展,能夠在水利的諸多方面發(fā)揮重要作用,對水利不同方向進(jìn)行監(jiān)測和勘查,能夠提高水利信息化獲取數(shù)據(jù)信息的效率和質(zhì)量。但是當(dāng)前在水利領(lǐng)域中,遙感技術(shù)的發(fā)展水平和效果并沒有達(dá)到理想狀態(tài),于是還需要對遙感技術(shù)進(jìn)行不斷完善,并且繼續(xù)有針對性研究遙感技術(shù)在水利信息化中的應(yīng)用,從而提高水利信息化的快速發(fā)展。