李 和
(遼寧省朝陽水文局,遼寧朝陽122000)
現(xiàn)代信息技術應用在水文領域中研究
李 和
(遼寧省朝陽水文局,遼寧朝陽122000)
隨著現(xiàn)代信息社會的不斷發(fā)展,現(xiàn)代信息技術被廣泛地應用在各個領域內(nèi)。文章主要針對現(xiàn)代信息技術應用在水文領域進行研究,了解有哪些高科技信息技術被利用在水文領域當中,并且發(fā)現(xiàn)新的信息技術并利用到水文學當中,促使水文學的不斷進步。同時文章還對RS、ANN、GIS和GPS等技術應用在水文學領域進行研究,以便能更好的將信息技術應用在水文學領域。
現(xiàn)代信息技術;RS技術;水文領域;ANN技術
RS技術,又可叫做遙感技術,它是一種對電磁波比較敏感的儀器。通常被用到遠距離物體的測量或無接觸目標物體條件下探測目標物體,從而獲得其反射、輻射或散射的電磁波,并且對目標物體信息進行提取、判斷和加工的技術[1]。
RS技術在水文領域主要被應用到防洪抗旱、水質監(jiān)測和土壤侵蝕等方面。
RS技術在防洪抗旱反面的應用主要體現(xiàn)在對各個地區(qū)的災情進行監(jiān)測,及時地將災區(qū)的信息傳遞給監(jiān)測部門,最后再將收集到的信息進行分析,為災區(qū)的救援工作提供幫助,同時對災后地區(qū)的重建工作也能提供幫助。
在抗旱救災當中所用到遙感技術的工作原理是通過向土壤上發(fā)射信息,然后再由土壤對其進行反射,收集經(jīng)反射整理回來的信息,從而就能夠獲得災區(qū)的相關信息。在這個過程當中,需要工作人員根據(jù)不同的災區(qū)地域建立不同的模型。隨著我國對災情監(jiān)測的不斷完善,已經(jīng)有很多地區(qū)應用了此項技術。
使用RS技術能夠對水質的參數(shù)進行監(jiān)測,它的檢測原理主要是通過對光譜的分析對水質進行監(jiān)測,由于應用的比較晚,所以對于RS技術應用到水質監(jiān)測還是需要進行深入的研究,不斷地完善。從而能夠更有效的運用RS技術。
RS技術對土壤侵蝕方面的監(jiān)測原理也是通過對光譜的分析研究的出的數(shù)據(jù)。使用RS技術對某一地區(qū)的土壤侵蝕情況進行長期的檢測,從而測出這一地區(qū)土壤侵蝕的速度,這為恢復該地區(qū)的土壤情況提供了便利的條件。
在水文領域中,GPS技術可以用來對水底中的地理形勢的測量。GPS技術還可以對全球范圍內(nèi)的災區(qū)進行定位,在無線通話技術的出現(xiàn)后,GPS實現(xiàn)了對話的能力,這使得救災搶險過程更加的方便,能夠對緊急情況作出及時的指揮。
GPS技術可以在發(fā)生洪澇災害時對災區(qū)地點進行準確的定位,還可以運用無線電通話技術進行通話指導救災工作[2]。
GPS技術的使用使救災工作更加容易,而且還節(jié)約了不少的時間。同時也為救災工作爭取了寶貴的時間。在救災物資輸送的途中,可以利用GPS技術對輸送物資的車輛進行監(jiān)控,如果哪個災區(qū)急需救災物資,那么根據(jù)各救災物資輸送車輛的位置,可以派遣距離災區(qū)最近的車輛送去物資,這樣可以做到物資的快速調(diào)撥。
GIS在防洪減災中的作用主要是對信息的收集和分析;它會時刻的對防洪減災的信息進行收集與更新,然后在對收集到的信息進行分析處理。利用GIS對城市中的積水、退水進行監(jiān)測,它能夠有效地對城市積水地區(qū)作出維護和處理工作。
根據(jù)GIS的這些優(yōu)點,還將它應用在災情評估方面。它能夠將洪水的演進作出可視化的表達,輔助防洪減災的工作順利進行。
GIS技術可以對土壤的侵蝕程度作出評估,同時還能夠算出被侵蝕的數(shù)量,并且對水土的保持過程中的效果作出合理的分析,模擬土壤被侵蝕的全過程,預測出土壤將會被侵蝕的程度。我們通常會使用GIS技術對土壤的保持模型進行構建,使的水體保持領域比其他領域的方法更具有特色。
GIS技術的準確性可以具體到某一條河流或者是對某一區(qū)域的水質進行監(jiān)測,它能夠將其轉化成可視模式,也可以進行模擬、預測,并且還能夠管理廢水的處理方式及廢水凈化采取措施,GIS技術在水土保持方面作出了巨大的貢獻。
3S結合技術指的是GIS、GPS和RS3種技術的結合。這3種技術結合的工作過程可以具體的理解成RS技術先獲得該地區(qū)的圖像信息,然后再由GPS技術在圖像信息上確定出具體位置信息,最后再使用GIS技術對確定后的位置信息進行全面的分析。
使用RS技術獲得到圖文信息,同時再使用自動檢測設備獲得信息,最后做出水文預測。另外,使用GIS技術搭建信息收集平臺,以此來收集各地區(qū)的水文信息,最后使用科學、有效的預測方法對水文進行預測。因此,根據(jù)預測出來的信息設計出合理的應對方案,盡可能早的對災害作出應對。
利用3S技術與自動監(jiān)測技術可以實現(xiàn)自動監(jiān)測功能,從而達到了事實、高效、準確的全線監(jiān)測,最終對信息的獲取、分析、儲存、整理、管理等等。3S技術的結合使用,使得它的技術功能更強大,發(fā)揮的作用更具影響力,應用的范圍也不斷地擴大。
ANN技術也可以稱為人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術。這是一種模仿人的大腦結構和功能所制定出的一種非線性信息的處理系統(tǒng)。在水文領域中,ANN技術主要被應用于洪水和降雨徑流的預報這兩方面上。
ANN技術可以對降雨徑流作出預報。我們根據(jù)降雨的一些相關數(shù)據(jù)輸入到使用ANN技術建立的降雨徑流模型當中來,然后進行一系列的計算,最后得出出口的斷面流量,最后利用函數(shù)的形式將預測的結果展示出來。
ANN技術可以對洪水作出預報。只有對洪水作出準確的預報,才能采取有效的措施進行抗洪工作。
ANN技術被應用到抗洪預報當中,主要根據(jù)的是ANN的估計技術,把要進行預報地區(qū)的洪水實測資料進行統(tǒng)計并且建立出預測模型,最后再按照歷史上的資料進行重試,從而得出洪水的變化規(guī)律。
針對現(xiàn)代信息技術在水文領域中的應用進行研究,可以看出,將現(xiàn)代信息技術應用到水文領域有效地提高了管理水平,使得水文領域的發(fā)展越來越科學、成熟。
隨著我國信息化的不斷發(fā)展,將會有越來越多的科學技術被應用到水文領域,從而使水文領域的發(fā)展更具有長遠意義,這些信息技術的使用也為我國水文領域的發(fā)展作出重大貢獻。
[1]周富春,楊雪峰,李孝松.現(xiàn)代信息技術在水文領域中的研究及應用進展[J].水利發(fā)展研究,2009(03):25-29.
[2]彭俊峰.現(xiàn)代信息技術在水文領域中的應用研究[J].黑龍江水利科技,2013,41(05):120 -122.
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1007-7596(2014)07-0075-02
2014-04-21
李和(1966-),男,遼寧凌源人,工程師,從事水文雨、水情遙測設備運行維護,保障雨、水情信息暢通工作。