高 虎,鄧清漪,耿 聃(河南省駐馬店水文水資源勘測局,河南駐馬店463000)
遙感技術在水文水資源的應用
高 虎,鄧清漪,耿 聃(河南省駐馬店水文水資源勘測局,河南駐馬店463000)
水文和水資源工程最關鍵是研究水資源,學習水資源的分布情況、如何形成、怎么演化等方面的專業(yè)技能知識,并且還包含了巖土工程的學習、地下水科學和環(huán)境工程的知識,將這些合理的運用在水信息的處理和采集、開發(fā)和利用水資源、管理水資源、勘查水利工程、地下水環(huán)境監(jiān)測、設計與施工、治理地下水等,它是以地球科學為基礎理論的。利用好遙感數據成本低和信息量大且周期短的優(yōu)勢,為水文和水資源供應充實的數據源。內容包括地表徑流、降水、積雪和洪澇以及地表特征等。
遙感技術;水文;水資源
遙感技術運用傳感儀,處理收集到的遠距離目標反射,電磁波輻射等,它是探測技術之一。它通過儀器分析做出初視圖像,而后辨別,探測目標景物,由于它速度相當快,而且又質量高,所以經常被用在觀測氣象、地圖繪制和考查資源等方面。它可以使水文勘測工序更簡單,能有效的節(jié)約能源,提高工作速度。
遙感圖像處理是遙感技術應用的重要核心,它依據不同的工作性質來確定。遙感圖像最主要任務是對遙感圖像進行選擇。依據當時的實際情況和目標進行更優(yōu)化的選擇,最終確認和選取最恰當的方法,對遙感圖像和信息的處理的方式,有效的提高工作效率。它的這些優(yōu)點,使它被運用在水資源工作中的各個方面。
由于地表的形態(tài)比較豐富,地表類型在區(qū)分時范圍相當遼闊。為了把它的類型簡單化,而且還要照顧到地表地流與地貌的關系,依據衛(wèi)星圖像,大致可以劃分以下幾種地貌類型。平原區(qū)、黃土高原區(qū)、丘陵區(qū)和中山區(qū)。思慮到不同的巖性透水性能是不同的,在應用于遙感地層過程中,為了使地表區(qū)下層的墊面更趨于普通性和更加簡單,把有共同特征的類型作出如下組合:①比較松散的砂礫和砂巖層,它們之間的縫隙較多,有很強的透水性;②黃土和洪積物,它們也有很強的透水性;③砂泥巖和砂巖,它們的透水性效果并不樂觀;④透水性相當好的碳酸鹽巖;五是巖漿巖和變質的巖層,它們的透水性就相當差。
把遙感技術運用在地下勘查中,它能真實方便的反響地形和地貌、第四紀沉積物、地質結構、被覆蓋植被的情況以及巖石的特征等水文地質因素的相互關聯和分布空間特征。把遙感技術應用在地下水勘查中,更方便提取和解釋各種地質因素。并與多樣的學科和全方位的信息進行解析,可以使地下水分布情況和區(qū)內的水文地質因素得到更全面,更系統(tǒng)的結果。就拿第四紀沉積物松散層里的潛水孔隙來講吧,水文地質因素經常和第四紀地質、地表形貌、植被覆蓋狀況和新型地表結構情況有著緊密的關聯。根據遙感技術提供的形狀、色彩和紋理結構等影像特點來索取這些重要因素,對辨別哪個層位含水、水源充足地段位置和邊界條件都有很好的效用。可以對地下水做出更加精確的評論,使地下水勘測更加簡單方便。
對地表水資源現在的情況進行調查并與動態(tài)變化相結合,全面的探討和解析地下水的形成與地表水資源的關系。通過勘查地表水資源,非常快速和方便的運用水體的特別光譜特點,與其它地物進行分別,立刻通過遙感圖像提出水體信息,應用不同時刻的遙感數據,經過計算機核實改正,配準疊加等方法,取出定量的湖泊和江河的動態(tài)變化信息,根據這些可以推斷出湖泊和江河的變化及演化規(guī)律。從而更全面科學的作出地下水位大概變化方向。
3.1監(jiān)測降水量
把遙感技術與雷達和衛(wèi)星等現代科技相互通,使遙感信息有效的傳送和輸出,這樣做可以更好的掌控降水量的空間和分布狀況等參數,幫助更全方位的通曉降水量數據。關于雷達的作用,經過對空氣中受電磁波影響和降水粒子進行剖析,可以預算出一些地方的降水分布情況的降水量。至于那些雨量較少的監(jiān)測地區(qū),既可以用雷達進行監(jiān)測,又可以用遙感技術監(jiān)測雨量,使得到的降水量信息更加精確。用衛(wèi)星水對地面進行監(jiān)測,并結合衛(wèi)星提供的信息,可以對大面積雨量進行報告和預測。雷達對降水粒子進行跟蹤監(jiān)測時,如果粒子出現在較厚云層并且粒子多而聚集,它提供的降水量數據就不那么準確了,不能經過雷達監(jiān)測得到確切的數據。目前,多用航空飛機對降水量進行監(jiān)測,使飛機進入到云層里面,并進行監(jiān)測和勘查。所以,現在通過航空遙感對氣象進行察看并起到非常重要的作用,它對云層和周圍的降雨粒子的分布情況進行探測,并把通過探測得到的數據和資料傳給計算機系統(tǒng),而后由計算機系統(tǒng)進行處理分析,可以得到更多的云層數據,不僅使水位水資源研究更加方便,并使研究減少了成本,縮短了時間,可謂一舉兩得。
3.2徑流量監(jiān)測
徑流量的監(jiān)測相當復雜,在測量過程中利用遙感信息和徑流量,并依據水文模型做出估算。在收集水體和地表情況、土壤及蒸發(fā)量等數據時,都可運用到遙感技術。它在收集信息這一方面,使信息更加完整、全面和快捷等優(yōu)勢,并與水文模型相結合,可以更加精準的測量出涇流量。另外,遙感技術對其它因素也有感測,它可以收集大量的數據,方便建造更加科學合理的水文模型,得到更為準確的徑流量數據。
3.3地表和土壤水分的監(jiān)測
土壤水分主要包含著地下水和地表水及地表能量,地表能量和徑流的形成等都受地表的影響。與些同時,地表特征又相當復雜,利用遙感數據識別和分類時,可使水體識別更加方便,有效提高土地利用。因為土地覆蓋地和土地利用的變化都跟著水文變化而作出改變,而遙感技術可以有效的預測它們的變化,還有,地表反照率和發(fā)射率及植被等原因都影響著地表能量和物質的均衡。遙感技術可運用光學遙感和微波遙感對土壤水分進行監(jiān)測。
3.4監(jiān)測蒸發(fā)量
水量和能量的平衡都受蒸發(fā)量的影響,現在主要運用物理方法對蒸發(fā)量進行監(jiān)測,確保質量和能量關系的轉變,因而得到更加精準的蒸發(fā)量數據。遙感技術被運用到了各個領域,預測蒸發(fā)量的方法也比以前變簡單得多了,用衛(wèi)星收集數據的方法也增多不少,使計算方法更加合理完善。它包括以下這些:能力余項法、統(tǒng)計經驗法和信息模型法等等。對此可以通過多層模型對蒸發(fā)量進行勘測,把土壤分劃成多層面,一層區(qū)別地表與植被,一層計算地表熱量、地表植被與土壤間的余熱。在勘測過程中,與蒸發(fā)量遙感技術監(jiān)測和地表特性數據探測相互結合,大概計算遙感日蒸發(fā)量,并進行探估,建造全面的計算模型,全面掌控地表環(huán)境下的蒸散狀況,使蒸發(fā)量計算和監(jiān)測的數據更加可靠、精確。
3.5災害的預防
在監(jiān)測水質和旱澇的狀況下都可以運用到遙感技術,它能有效的預報自然災害,并且監(jiān)測土壤受侵蝕的狀況和水土流失,從而從根源杜絕水土流失。運用技術對土地和地形、降雨狀況以及植被等情況觀察,可以做到對土壤侵蝕狀況進行監(jiān)測。建立水土流失定量計算模型是水土流失定量研究中最主要的方法,它根據搜集到的土壤流失信息,與建立的方程式進行計算和分析,利用遙感影像得到相關數據,從而獲取模型計算因子,方便對水土流失情況監(jiān)測和控制。
遙感技術可以監(jiān)測和評估水體及其中的污染物質,國內外利用遙感方法估算水體污染參數多少,以監(jiān)測和評估水質變化。在監(jiān)測水污染方面,我們國家對很多大型水體運用了遙感技術,從而有效的控制和研究有機物和油對水域的污染,定量的劃分了污染區(qū)域。
遙感技術具有信息量多、速度又快、精確性更高等優(yōu)勢,在土壤水分和蒸發(fā)量監(jiān)測、徑流量測估以及降水量的監(jiān)測中都可以運用得到,用途相當廣,它可以有效的預防和減少災害。把常規(guī)的觀測方法與遙感技術相融合,取其長處,補其短處。可以有效解決水文問題,使水文和水資源科學大踏步行進。
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F237
A
2095-2066(2016)15-0054-02
2016-5-1
高 虎(1974-),男,助理工程師,大專,主要從事工作方向為水文水資源。
鄧清漪(1986-),女,助理工程師,本科,主要從事于水質監(jiān)測方面的工作。
耿 聃(1987-),女,助理工程師,大專,主要從事工作方向為水文水資源。