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        水文與水資源工程中3S技術的應用研究

        2018-02-03 21:57:21胡源明
        科技創(chuàng)新導報 2017年30期
        關鍵詞:水文水資源監(jiān)測

        胡源明

        摘 要:3S技術是一種現(xiàn)代信息技術應用,它是通過對空間信息的采集及處理分析來進行表達與傳播。這項技術可以有效解決水文與水資源工程的管理和實踐應用。3S技術是遙感技術(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)英文最后一個單詞字頭的統(tǒng)稱。本文首先講述什么是3S技術,深入分析水文與水資源工程中有關3S技術是如何有效應用的。

        關鍵詞:水文與水資源工程 3S技術 應用研究

        中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)10(c)-0070-02

        伴隨科技的快速發(fā)展,3S技術在各個領域均得到廣泛應用,水文與水資源管理工程中推進3S技術是必然趨勢,該技術會在水文和水資源較多領域如水循環(huán)、水的環(huán)境質量評定及水資源合理利用方面發(fā)揮重要作用。

        1 3S技術基本原理

        3S技術的先進點在于它傳導信息的實效、時速性,并且還能以動態(tài)的形式傳導,利用RS技術獲得影像資料,同時也能準確、及時、綜合性獲取地理信息系統(tǒng)和環(huán)境數(shù)據(jù),及時自動更新數(shù)據(jù)庫內的相關數(shù)據(jù)。GPS可以給出檢測物體的三維數(shù)據(jù),確定物體時間和數(shù)據(jù)空間定位,進而獲取地面控制的樣本類型判斷。GIS技術可以先采集相關地理數(shù)據(jù),實現(xiàn)采集后的數(shù)據(jù)查詢、管理、分析和計算,為遙感數(shù)據(jù)分析提取提供輔助數(shù)據(jù),使其自動分類的精細度提高。

        2 3S技術在水文與水資源工程中具體應用分析

        2.1 3S技術在水文與水資源工程中相關理論應用

        2.1.1 水文勘測具體應用

        在水文勘測中可以利用GPS定位系統(tǒng)來實現(xiàn),對勘測區(qū)域內分布的校核數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫,通過對大量數(shù)據(jù)的分類采集、綜合評價之后取得勘測結果。這樣就可以有效分析出勘測區(qū)域內江河胡泊的具體形態(tài),取得數(shù)據(jù)圖樣收集,還可以設立數(shù)字高程模型,計算勘測面積、體積、等高線等,由遙感圖形分析出具體的地貌和植被分布情況。

        2.1.2 水文預報的具體運用

        通過GSM通訊技術進行實施報警,可以快速準確地將觀測點是否存在險情及類別發(fā)送到指揮中心的監(jiān)控系統(tǒng)上,及時做出反應。采用GPS定位技術,可以準確定位水文觀測點的位置,通過GIS平臺,可以查看動態(tài)電子地圖,進一步對水文數(shù)據(jù)進行科學預測,同時配合分布圖、公路交通圖、水系分布圖、居民區(qū)分布圖等,分析出降水量和洪峰流量,幫助完成水文調度,提供出具有實際指揮意義的參考建議。

        2.1.3 水文的模擬

        目前,水文模擬主要是通過水文模型與地理信息系統(tǒng)(GIS)結合,在數(shù)據(jù)庫管理、監(jiān)測圖像可視化及數(shù)據(jù)分析方面更加充分的運用,DEM分布也為地理信息系統(tǒng)(GIS)提供出水文參數(shù)的重要數(shù)據(jù),是其數(shù)據(jù)庫內容的主要構成部分。比如在流域內坡度、坡向、流域界線及匯流網絡方面,通過對水文模擬的建立,可以進行流域內土壤、大氣中水運動進行模擬,來完成地下水演算。DEM分布式的水文模擬是水文模擬發(fā)展的重要方向,也是現(xiàn)代水文模擬技術的發(fā)展趨勢。

        2.1.4 自動監(jiān)測水環(huán)境

        計算機通訊網絡和數(shù)據(jù)庫是水環(huán)境監(jiān)測的基礎,自動化監(jiān)測和3G技術有效結合在一起,利用這一科技手段對監(jiān)測水域水質量的渾濁程度酸堿值進行測評,憑信息自動分析、管理、得出分析結論,同時,可以結合GPS定位技術,準確獲取水污染位置,完成地面的沉降監(jiān)測。

        2.1.5 生態(tài)用水和環(huán)境的計算

        結合生態(tài)用水量的核算模型可以完成對生態(tài)用水量的核算。準確顯示出不同區(qū)域內的水環(huán)境,反映出水體環(huán)境質量在空間上的變化趨勢,例如污染源位置、水體污染的范圍,再對收集數(shù)據(jù)進行匯總,加以管理、評價,制作出動態(tài)監(jiān)測圖像,清晰完成掌握監(jiān)測區(qū)域內生態(tài)水環(huán)境狀況,為農作物生產、土地建設等提供依據(jù)。

        2.1.6 防洪抗災

        防汛期間,能提前預測到災害做到有效防備至關重要,利用RS技術,管理部門可以準確獲取區(qū)域內水文基本資料,利用GPS技術,可以實現(xiàn)較小區(qū)域內的高精度幾何定位,利用GPS和RS的結合,更可以提供出精確數(shù)字源信息,實現(xiàn)自動管理和分析的功能,最后,在緊急情況下,可以為災民選擇最佳撤離路線。

        2.1.7 地表及地下資源計算和管理

        目前由于水文站過少,無法科學計算出降水量,應用GIS建立高程模型來有效解決。地下水數(shù)學模型的建立,發(fā)揮人為和度量的作用,應用GIS技術來實現(xiàn),也可以利用該技術對監(jiān)測區(qū)域內水文技術指標圖像進行動態(tài)監(jiān)測顯示、精確分析數(shù)據(jù)。

        2.2 3S技術在水文與水資源工程中的實踐應用

        隨著科技的發(fā)展,水文與水資源管理思路也在發(fā)生本質變化,需要在實踐管理中采取科學有效的技術手段,來進行有效科學的多角度地理環(huán)境分析,結合圖形信息來進行數(shù)據(jù)差距,在此基礎上可以清楚了解區(qū)域內水資源的實際情況,通過對圖像的交換分析,通過模擬圖形的制作來獲取與水資源相關的數(shù)據(jù),在水文與水資源工程實踐中發(fā)揮了很大作用。

        2.2.1 斷層富水分析

        可以利用GIS數(shù)據(jù)分析功能,對于斷層富水分析來講,具有非常重要的意義。利用GIS技術,可以有效解決以下問題:斷層的什么部位富水性最好,挖掘到什么深度最為合適,所處區(qū)域內的斷層結構類型、斷裂的力學性質以及斷裂的活動性,進而分析斷層富水的分布帶狀況,優(yōu)勢斷裂富水分析是優(yōu)勢面找水工作的關鍵,也是水文與水資源管理實踐的關鍵。

        2.2.2 水文與水資源工程中的規(guī)劃管理

        水資源管理是一項較為復雜的行為,包括內容比較廣泛,需要收集和處理的問題逐漸增多,顯然,傳統(tǒng)的方法已經無法滿足,3S技術的結合,建立水文和水資源工程管理系統(tǒng)可以有效解決這一個問題,比如,在生態(tài)區(qū)域內采用RS和GPS技術進行面積測算和定位,建立數(shù)字高程模型,通過收集和整理的數(shù)據(jù),在GIS數(shù)據(jù)庫里處理分析,獲取區(qū)域內系統(tǒng)的生態(tài)需水量,進而估算出區(qū)域內生態(tài)需水量,真正指導水文和水資源管理工程的實踐工作。

        2.2.3 地形測量時3S技術的具體設備作用

        3S技術在地形測量時相當于一個大腦和兩只眼睛的作用,RS用于實時快速提供目標及其環(huán)境的語義或非語義信息,發(fā)現(xiàn)地形各種變化,及時對GIS進行更新,GIS可以為地形測量多數(shù)據(jù)來源進行綜合處理,集成管理、動態(tài)儲存、完成智能化數(shù)據(jù)采集,GPS可以提供實時、快速的目標信息空間。如果將以上幾種技術集成有效結合用于地形測量,就會更加生動處理地形空間數(shù)據(jù),構成高自動化、實時化和智能化的地理信息系統(tǒng),為地形測量各種應用提供科學的決策咨詢,解決可能遇到的各種復雜問題。通過采集地下地形點高程和平面等數(shù)據(jù),在校核和檢查后輸入專業(yè)地形圖,最后得出高精度數(shù)字斷面圖和地形圖。

        3 結語

        目前我國水文與水資源信息的采集及處理技術正處于起步階段,相對來說較為落后,無法準確發(fā)揮出水文信息的應有作用,在科學技術的不斷發(fā)展下,需要結合計算機信息化技術,構建數(shù)據(jù)信息庫,并且以3S技術和GIS技術為核心,實現(xiàn)對水文和水資源系統(tǒng)信息的空間化處理,使數(shù)據(jù)更加清晰明了,同時也促進水文與水資源內容的不斷豐富。

        參考文獻

        [1] 廖騫.3S技術在水文與水資源工程上的應用探究[J].華東科技:學術版,2015(10):15.

        [2] 郭敏.論3S技術在水文與水資源工程上的應用分析[J].工程技術:引文版:231.

        [3] 陳波.3S技術在水文與水資源工程上的應用分析[J].科技創(chuàng)新導報,2015(13):61.endprint

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