宣旭鵬
摘??要:遙感技術(shù)作為新型的勘查技術(shù),將其引入水文水資源勘測(cè)中,可增強(qiáng)水文資源勘查效率、簡(jiǎn)化工作流程,保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性水平,以準(zhǔn)確判斷水資源狀況?;诖耍谶b感技術(shù)概念及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了遙感技術(shù)在水資源監(jiān)測(cè)與應(yīng)用、監(jiān)測(cè)降水量、預(yù)測(cè)徑流量、保護(hù)水資源、監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量、防災(zāi)減災(zāi)等水資源勘測(cè)中的具體應(yīng)用,最后給出了兩點(diǎn)遙感技術(shù)的應(yīng)用注意事項(xiàng),以增強(qiáng)水資源勘測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性水平。
關(guān)鍵詞:遙感技術(shù)??水文水資源勘測(cè)??勘測(cè)技術(shù)??防災(zāi)減災(zāi)
中圖分類(lèi)號(hào):TV213.4;P332
Research?on?the?Innovative?Application?of?Remote?Sensing?Technology?in?Hydrological?and?Water?Resource?Surveys
XUAN?Xupeng
Heilongjiang?Provincial?Hydrology?and?Water?Resources?Center,?Harbin,?Heilongjiang?Province,?150001?China
Abstract:?Remote?sensing?technology,?as?a?new?type?of?exploration?technology,?can?be?introduced?to?hydrological?and?water?resource?exploration?to?enhance?the?efficiency?of?hydrological?resource?exploration,?simplify?the?workflow?and?ensure?the?timeliness?level?of?data,?so?as?to?accurately?judge?the?status?of?water?resources.?Based?on?the?concept?and?characteristics?of?remote?sensing?technology,?this?article?focuses?on?the?analysis?of?the?specific?applications?of?remote?sensing?technology?in?water?resource?monitoring?and?application,?precipitation?monitoring,?runoff??prediction,?water?resource?protection,?evaporation?monitoring,?disaster?prevention?and?reduction?and?other?water?resource?surveys,?and?finally?gives?two?application?precautions?of?remote?sensing?technology,?so?as?to?enhance?the?accuracy?level?of?water?resource?survey?data.
Key?Words:?Remote?sensing?technology;?Hydrological?and?water?resource?survey;?Survey?technology;?Disaster?prevention?and?reduction
水文水資源專(zhuān)業(yè)主要是對(duì)地球上水資源的形成、分布及轉(zhuǎn)化等進(jìn)行研究,整個(gè)研究期間涉及了環(huán)境工程、巖土工程方面的知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步,遙感技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展,并在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用與關(guān)注。由于在收集水資源數(shù)據(jù)的過(guò)程中存在很大難度,為加快水利工程建設(shè)進(jìn)程,通過(guò)遙感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大范圍水資源的觀測(cè),進(jìn)而獲取到全面的水文資料,為研究者分析水資源提供便利,將數(shù)據(jù)采集成本降到最低,以有效保護(hù)水資源[1]。另外,利用遙感技術(shù)輔助工作人員完成地質(zhì)、水文及巖層等勘測(cè)工作,有利于縮短勘測(cè)工作時(shí)間,還能保證收集到數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性水平。
1??遙感技術(shù)概述及特點(diǎn)
1.1??遙感技術(shù)的概述
遙感技術(shù)屬于早期探測(cè)技術(shù),主要以電磁波理論為基礎(chǔ),通過(guò)傳感器對(duì)目標(biāo)的反射與輻射作用開(kāi)展的采集與處理工作,屬于重要的技術(shù)。另外,遙感技術(shù)在測(cè)量中的綜合能力極強(qiáng),在各方面應(yīng)用中的效果較好,可使工作量大幅度降低,減少工作難度,通過(guò)投入較低的成本就能實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)探測(cè)。以電磁波技術(shù)為基礎(chǔ)的遙感技術(shù)可實(shí)時(shí)反饋和收集目標(biāo)信息,在綜合、分析后可準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)。因遙感技術(shù)的綜合性與生命力較強(qiáng),在各方面的應(yīng)用效果較好,通過(guò)它可減少人力成本投入,以增強(qiáng)整體測(cè)量精度,為日后數(shù)據(jù)分析和其他工作提供數(shù)據(jù)支撐。在利用遙感技術(shù)開(kāi)展水文水資源勘測(cè)中,可對(duì)未來(lái)一段時(shí)間的水位變化情況全面掌握,以精準(zhǔn)確定洪水災(zāi)害位置,并以此為基礎(chǔ)制定科學(xué)完善的防御辦法,將自然災(zāi)害造成的危害降到最低。
1.2??遙感技術(shù)的特點(diǎn)
1.2.1??探測(cè)效率高,應(yīng)用范圍廣
傳統(tǒng)水文水資源勘測(cè)以手工方式為主,耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,且受外界因素的影響較大,阻礙了各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。而借助于人造衛(wèi)星,有效縮短探測(cè)時(shí)間,增強(qiáng)了工作效率和質(zhì)量,再加上遙感技術(shù)可在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,可有效處理海量數(shù)據(jù)信息,為日后工作的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1.2??不易受空間限制
在傳統(tǒng)水文測(cè)量中,外界因素對(duì)人工勘測(cè)、收集水資源信息資料的影響較大,不利于勘測(cè)工作的開(kāi)展,再加上工作效率低、質(zhì)量差,還會(huì)有安全風(fēng)險(xiǎn),威脅人們生命安全。遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的適應(yīng)性強(qiáng),受外界干擾的因素小,可綜合監(jiān)控水文水資源[2]。由于抗干擾能力強(qiáng),極端惡劣條件下仍舊可以測(cè)量,不受地理與空間方面的限制,增強(qiáng)了水文水資源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性水平。
1.3??全天候監(jiān)測(cè)
除了可見(jiàn)光外,遙感信息還具有紅外線、紫外線等肉眼不能看見(jiàn)的特性,正是由于這些特性的存在使得水位觀測(cè)范圍不斷擴(kuò)大,增強(qiáng)了觀測(cè)的精度。另外,天氣、氣候等因素也不會(huì)影響該技術(shù)的正常使用,擴(kuò)大了水文水資源勘測(cè)范圍,方便工作人員對(duì)水文變化規(guī)律的總結(jié)。
2?遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的應(yīng)用
2.1??水資源監(jiān)測(cè)與應(yīng)用
由于遙感技術(shù)可生成清晰的圖片和視頻,可在河流、湖泊、地下水資源等方面進(jìn)行應(yīng)用,且在水文水資源勘測(cè)中的地位最為突出。通過(guò)遙感技術(shù)獲取到河流或湖泊所在區(qū)域的地形地貌特征,進(jìn)而明確對(duì)地表水流域及流向的具體影響。將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中,可全面收集區(qū)域內(nèi)的所有地質(zhì)數(shù)據(jù)信息,并在此基礎(chǔ)上研究和分析地下水資源狀況,以對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的地下水資源特征、分布范圍等信息進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。另外,通過(guò)遙感技術(shù)還能對(duì)總體目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)與水文情況進(jìn)行分析,進(jìn)一步明確對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的地質(zhì)狀況,并對(duì)區(qū)域內(nèi)的水生系統(tǒng)內(nèi)的平衡關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估,根據(jù)評(píng)估結(jié)果做好水資源勘測(cè)。
2.2??監(jiān)測(cè)降水量
在預(yù)測(cè)徑流量的過(guò)程中需準(zhǔn)確把握區(qū)域內(nèi)的降水量和蒸發(fā)量數(shù)據(jù),而通過(guò)遙感技術(shù)輔助檢測(cè)降水量,可有效提升水文水資源勘測(cè)質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō),通過(guò)遙感技術(shù)勘測(cè)降水點(diǎn)和云頂溫度,并通過(guò)計(jì)算機(jī)分析測(cè)量數(shù)據(jù),以全過(guò)程監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的降水量數(shù)據(jù)。在勘查降水量中,需要工作人員對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段,如雷達(dá)、氣象衛(wèi)星等進(jìn)行充分利用,并構(gòu)建起科學(xué)的降水量檢測(cè)系統(tǒng),以確保降水量檢測(cè)的完整性水平,進(jìn)而增強(qiáng)降水量預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)性。若是區(qū)域內(nèi)的降水量偏少,說(shuō)明云層較薄,將遙感技術(shù)與雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)合可提升整個(gè)監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量;若是云層較厚,可將遙感技術(shù)與氣象衛(wèi)星進(jìn)行結(jié)合[3]。
2.3??預(yù)測(cè)徑流量
在水文水資源勘測(cè)中,徑流量預(yù)測(cè)具有繁瑣、復(fù)雜的特征,而在水文水資源勘測(cè)中,通過(guò)遙感技術(shù)將原始數(shù)據(jù)篩選出來(lái),在分類(lèi)統(tǒng)計(jì)后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算,以智能化預(yù)測(cè)目標(biāo)區(qū)的徑流量。在勘測(cè)徑流量中,需要技術(shù)人員將人工估算與遙感測(cè)繪結(jié)合起來(lái),充分挖掘出遙感技術(shù)的潛能,以減少?gòu)搅髁款A(yù)測(cè)的誤差。在計(jì)算徑流量的過(guò)程中,蒸發(fā)量與降水量是主要的數(shù)據(jù)來(lái)源,工作人員可利用動(dòng)態(tài)化方式監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域,并對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析,科學(xué)估算徑流量,之后利用遙感技術(shù)精準(zhǔn)測(cè)繪區(qū)域徑流量,同時(shí)構(gòu)建水文模型,為日后構(gòu)建水文水資源工程提供數(shù)據(jù)支撐[4]。
2.4??保護(hù)水資源
由于湖泊、河流及水庫(kù)的生態(tài)環(huán)境受水資源分布、沉降等的影響較大,通過(guò)遙感技術(shù)可監(jiān)測(cè)水體懸浮物,而在分析懸浮物后,可對(duì)真實(shí)的水質(zhì)情況進(jìn)行全面掌握,同時(shí)找出目標(biāo)區(qū)域水質(zhì)可能存在的問(wèn)題,以選擇科學(xué)有效的防治辦法。在深入研究陸地植被與藻類(lèi)相似光譜特征的過(guò)程中,如果對(duì)應(yīng)的反射率較高,說(shuō)明富集區(qū)內(nèi)存在水體富氧化問(wèn)題,工作人員需進(jìn)一步判斷遙感技術(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)信息之間的關(guān)聯(lián)度,進(jìn)而反映出藻類(lèi)植物的綠色濃度,以通過(guò)科學(xué)方法判斷水體的富氧化狀況。針對(duì)已經(jīng)污染的水體來(lái)說(shuō),此時(shí)的水體指標(biāo),如透明度、溫度、顏色等均會(huì)出現(xiàn)變化,可作用到水體反射率上。因此,將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中,應(yīng)以遙感圖像為依托,并結(jié)合圖像上的紋理、色調(diào)、形態(tài)等方面的特征,準(zhǔn)確分析與觀察水體濃度、污染源和面積,以實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的水體污染狀況。例如:在采集遙感影像數(shù)據(jù)時(shí)可借助于衛(wèi)星或小型飛機(jī)等設(shè)備,以實(shí)時(shí)跟蹤,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)水源污染問(wèn)題,進(jìn)而采取針對(duì)性的解決辦法,確保人畜用水的安全性水平。
2.5??監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量
監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量主要是監(jiān)控水源動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化情況,這是物理層面的工作。當(dāng)前,我國(guó)監(jiān)測(cè)水資源蒸發(fā)量時(shí)以衛(wèi)星技術(shù)手段為主,這種方法的弊端是工程量大、成本投入高,且工作內(nèi)容繁瑣,整個(gè)水文水資源勘測(cè)工作的可靠性與穩(wěn)定性得不到保障。將遙感技術(shù)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合開(kāi)展輔助計(jì)算,針對(duì)較大差異的水資源,通過(guò)構(gòu)建多層次的遙感模型,在分層計(jì)算后,可做好目標(biāo)區(qū)域蒸發(fā)量的精準(zhǔn)定位,以確保后續(xù)徑流量計(jì)算工作的正常進(jìn)行[5]。
2.6??防災(zāi)減災(zāi)
將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中,可全面監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域干旱、洪澇、積融雪等狀況,以將防災(zāi)減災(zāi)的作用發(fā)揮出來(lái)。在利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤流失與侵蝕動(dòng)態(tài)情況的過(guò)程中,可通過(guò)分離對(duì)比、逐項(xiàng)比較等方法全過(guò)程監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的地形、地表植被、降水量等數(shù)據(jù),并在水土流失定量計(jì)算模型的基礎(chǔ)上,做好區(qū)域水土流失情況的分析,為日后找出土壤侵蝕原因提供便利,進(jìn)而采取針對(duì)性的防治辦法,以盡量減少水土流失問(wèn)題,確保區(qū)域內(nèi)的水土平衡[6]。
3?遙感技術(shù)在水文水資源勘測(cè)中的注意事項(xiàng)
3.1??選擇性處理資料與數(shù)據(jù)
在水文水資源勘測(cè)中,遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)值得肯定,同時(shí)還有一定的不足。因信息獲取較為全面,使得信息數(shù)據(jù)極為龐大,為了保證篩選的有效性水平,需要應(yīng)用到遙感技術(shù),并對(duì)不同類(lèi)型資料特征開(kāi)展分類(lèi)管理。同時(shí)結(jié)合測(cè)量項(xiàng)目和對(duì)應(yīng)要求,做好有關(guān)遙感數(shù)據(jù)的選擇,進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的時(shí)效性和利用效率。
3.2??將遙感技術(shù)與人工操作密切結(jié)合
由于遙感技術(shù)屬于自動(dòng)化技術(shù),具有人工所不具備的優(yōu)勢(shì),可以完成很多人為操作不能進(jìn)行的項(xiàng)目。在實(shí)際的工作中,作為關(guān)鍵性的輔助項(xiàng)目,將人工操作與遙感技術(shù)有效結(jié)合,可充分發(fā)揮出自身的功效[7]。將遙感技術(shù)應(yīng)用到水文水資源勘測(cè)中,并不能向工作人員提供所有的測(cè)量數(shù)據(jù)信息,為保證資料的完整性水平,離不開(kāi)工作人員的再次驗(yàn)證和處理,保證審核效果與技術(shù)類(lèi)型同標(biāo)準(zhǔn)要求相符,以實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)資源與數(shù)據(jù)翻譯的準(zhǔn)確性水平。
4??結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化水平不斷增強(qiáng),人類(lèi)社會(huì)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展,在很大程度上改變了大眾的生活、工作及學(xué)習(xí)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù),在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和進(jìn)步中起到了關(guān)鍵性作用。在水文水資源勘測(cè)中,遙感技術(shù)的作用極為明顯,在解決傳統(tǒng)方法局限性的同時(shí),可確保獲取的數(shù)據(jù)更加精確、真實(shí),增強(qiáng)水文模型和計(jì)算的精度,以加快我國(guó)水文水資源發(fā)展步伐。另外,還要重視工作人員綜合素質(zhì)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的提升,全面分析現(xiàn)代化遙感技術(shù),對(duì)其的重要性全面掌握,從而提升整個(gè)水文水資源勘測(cè)的效率和質(zhì)量。各地水資源管理部門(mén)需加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用,以對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。
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