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        遙感技術(shù)在水文水資源監(jiān)測方面的優(yōu)勢與實踐

        2018-06-08 14:05:18鄭煦策
        商情 2018年16期
        關(guān)鍵詞:水文水資源遙感應用

        鄭煦策

        【摘要】隨著遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展,多平臺,多時相,高分辨率的遙感數(shù)據(jù)不斷出現(xiàn),如何將這些海量的數(shù)據(jù)應用到水文水資源領(lǐng)域中是目前研究的熱點問題。但我們不能將常規(guī)的觀測方法丟棄。我們應當更好的將常規(guī)觀測與遙感技術(shù)結(jié)合,取長補短。這樣遙感技術(shù)在水文與水資源工程中才能解決水文問題。使水文與水資源科學邁上新的臺階。

        【關(guān)鍵詞】水文水資源:遙感;應用

        水文工作是水利工作的基礎,水文水資源管理工作是水文工作的重要組成部分,是水利工程建設的重要依據(jù)。近年來,水文水資源管理在水利工程建設過程中發(fā)揮著越來越重要的作用,其所帶來的社會經(jīng)濟效益也愈加的顯著。長期以來受地形、地貌和氣候的影響,水旱災害成為當前最主要的自然災害,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來了很大的影響。而水文水資源管理的應用作為抗災減災最重要的非工程措施,可以說是進行水利工程建設的重要依據(jù)。水文水資源管理工作的好壞,對水利工程建設有著直接的影響,其不僅關(guān)系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),更關(guān)系到廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全,因此必須加強對水文水資源管理,遙感圖像處理作為遙感技術(shù)應用的重要組成部分,是根據(jù)不同的工作目的而確定的。遙感圖像處理的首要任務是對遙感數(shù)據(jù)的選擇及其時相選擇:其次是根據(jù)任務和目標進行波段組合的優(yōu)化選擇:最后是確定遙感圖像處理和信息提取方法,方法選擇得當,即可取得了事半功倍之效。遙感技術(shù)在水資源中各個領(lǐng)域都有著廣泛應用。

        一、遙感技術(shù)在地表特征的應用

        地表類型劃分估測區(qū)范圍廣闊,地貌形態(tài)復雜多樣,為簡化地貌類型,同時兼顧地貌對地表產(chǎn)流影響的差異,以衛(wèi)星圖像為基礎,將區(qū)內(nèi)劃分為幾個大的地貌類型,即中山區(qū)、低山丘陵區(qū)、平原區(qū)、及黃土高原區(qū)。地表巖性地表巖性地表巖性地表巖性應用遙感巖性地層解譯結(jié)果,考慮到不同巖性的透水性能,為了使區(qū)內(nèi)的下墊面類型趨于簡單化和帶有普遍性,將其共性特征組合如下:1.黃土、第四紀沖洪積物,透水性較強;2.砂巖、砂礫巖,結(jié)構(gòu)較為松散,孔隙裂隙較為發(fā)育,透水性較強;3.砂巖、砂泥巖,透水性一般;4.變質(zhì)巖、巖漿巖,透水性較弱;5.碳酸鹽巖,透水性較強。

        二、水文水資源領(lǐng)域中遙感技術(shù)的應用

        (一)監(jiān)測徑流量

        徑流量測量是一項復雜的工作,在測量中可根據(jù)水文模型,利用遙感信息,徑流量進行估算。遙感技術(shù)可用于水體、地表、蒸發(fā)量、土壤等數(shù)據(jù)的收集,在收集信息方面,具有完整性,快捷性、全面性的特點,結(jié)合水文模型便可較為準確的預測出徑流量。此外,遙感技術(shù)也對其他相關(guān)元素進行感測便可測量徑流量,通過大量數(shù)據(jù)的收集建立科學合理的水文模型,以此得到徑流量數(shù)據(jù)。

        (二)降水量監(jiān)測

        利用遙感技術(shù),結(jié)合利用衛(wèi)星與雷達,將遙感信息源輸送、傳遞,這樣有助于掌握降水量的分布、空間等參數(shù),以此全面了解具體的降水量數(shù)據(jù)。對于雷達的應用,通過對空氣中降水粒子對電磁波影響的分析,預測一些地區(qū)的降水量。而對于一些監(jiān)測雨量較少的地區(qū),不僅可用遙感技術(shù)監(jiān)測雨量站,也可利用雷達進行監(jiān)測,以此使獲得的降水量信息準確。由于衛(wèi)星水對地面測量、衛(wèi)星信息的綜合,進而可預報大面積的雨量。雷達只是對降水粒子進行監(jiān)測,當由于粒子密集而出現(xiàn)較厚云層時,降水量數(shù)據(jù)的準確性將降低,無法通過雷達監(jiān)測獲得準確數(shù)據(jù)。目前,降水量監(jiān)測多使用航空飛機進行,飛機進入云層深處,并在此探測。因此,現(xiàn)階段航空遙感對氣象觀察起到輔助作用,對云層及周圍粒子分布進行監(jiān)測,并將探測收集到的資料數(shù)據(jù)傳送到計算機系統(tǒng),通過計算機系統(tǒng)分析處理資料數(shù)據(jù),以此獲取較多的云層數(shù)據(jù),能夠水位水資源研究提供方便,并使研究時間縮短,降低成本。

        (三)監(jiān)測土壤、地表水分

        土壤水分主要包括地表能量、地下水、地表水,地表影響著物質(zhì)、地面能量、徑流形成等。同時,地表特征復雜,在利用遙感技術(shù)分類、識別地物時,將提高土地利用率,有助于水體識別等。由于水文變化將直接造成土地覆被、土地利用的變化,而遙感技術(shù)有助于監(jiān)測覆被變化。此外,地表發(fā)射率、反照率、植被等因素影響著物質(zhì)與地表能量的平衡。遙感技術(shù)監(jiān)測土壤水分,常使用的方法是微波遙感、光學遙感。

        (四)蒸發(fā)量監(jiān)測

        蒸發(fā)量影響著能量、水量的平衡,對于蒸發(fā)量的監(jiān)測主要利用物理方式,實現(xiàn)能量與質(zhì)量關(guān)系的轉(zhuǎn)化,以此獲取較為準確的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)。目前各個領(lǐng)域廣泛使用遙感技術(shù),測量蒸發(fā)量的方法也逐漸增多,衛(wèi)星收集數(shù)據(jù)的方式也越來越多,計算方法也逐漸完善,包括全遙感信息模型法、能力余項法、統(tǒng)計經(jīng)驗法等。對于蒸發(fā)量監(jiān)測,可通過多層模型,把土壤分為多層,一層模型區(qū)分植被、地表,一層模型計算地上熱量、地下土壤、地表植被之間的余熱。在監(jiān)測時,需要結(jié)合地表特征數(shù)據(jù)探測與蒸發(fā)量遙感技術(shù)監(jiān)測這兩種形式,對遙感日蒸散估算模型進行研究,建立計算模型,對地表環(huán)境下的蒸散情況進行全面掌握,使蒸發(fā)量的監(jiān)測、計算有據(jù)可依。

        (五)預防災害

        遙感技術(shù)還可用于監(jiān)測水質(zhì)、旱情、洪澇等情況,可預防災害,并能對水土流失、土壤侵蝕動態(tài)情況進行監(jiān)測,以此防止水土流失。利用遙感技術(shù),通過收集植被、土地、地形、降雨量、人文等情況,從而對土壤侵蝕情況進行監(jiān)測?,F(xiàn)階段,可利用多種方法對土壤侵蝕動態(tài)進行監(jiān)測,可利用逐像元比較、分類對比等方法,對土壤侵蝕動態(tài)進行監(jiān)測。在水土流失定量研究法中,其中使用較多的是建立水土流失定量計算模型的方法,利用收集到的土壤流失信息,結(jié)合所建立的方程式進行分析、計算,通過遙感影像獲得有關(guān)土壤侵蝕的數(shù)據(jù),以此獲得模型計算因子,便于對水土流失狀況進行監(jiān)測。

        總之,由于遙感技術(shù)具有速度快、準確性高、信息廣泛的特點,可用于降水量監(jiān)測、土壤水分監(jiān)測、徑流量監(jiān)測、蒸發(fā)量監(jiān)測等,有助于預防災害。而對于河流區(qū)域洪水狀況的監(jiān)測,可通過洪水預報系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收集、建立模型,進行DEM處理,以此劃分流域、演算河道洪水,以此準確把握河道流量、對洪水狀況全面把握,便于防洪措施的及時采取,對水資源研究具有積極的作用。

        參考文獻:

        [1]姚雪娟.水文水資源管理技術(shù)的應用與創(chuàng)新[J].北京農(nóng)業(yè),2015(30):102-103.

        [2]陳騰飛,黃順冰,董芳.水文水資源可持續(xù)發(fā)展研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2015(11):94.

        [3]李春光.GPS技術(shù)在水文水資源監(jiān)測方面的應用[J].綠色科技,2016( 08):179-180.

        [4]陳守榮,趙昕,張孝軍.技術(shù)管理方法在水文測驗創(chuàng)新中的應用[J].水文,2011(Sl):20-23

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