張珍珍，曹利軍，韓立新

（山東省淮河流域水利管理局規(guī)劃設(shè)計院，山東 濟南 250000）

遙感屬于一種全新的探測技術(shù)，通過遠程傳感器對物體信息進行接收。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，遙測信息類型越來越多，成本也相繼降低，并且逐漸提高了遙測影像分辨率，在這一基礎(chǔ)上遙測技術(shù)在水利工程應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷擴大?，F(xiàn)如今，生態(tài)環(huán)境問題是各個行業(yè)發(fā)展所關(guān)注的主要內(nèi)容，地表侵蝕速度的提升導(dǎo)致河流地形、集水區(qū)出現(xiàn)變化，并且對水利設(shè)施、水力發(fā)電計劃運行造成嚴重影響。圍繞上述問題，本文對遙感技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用展開分析。

1 遙感概述

遙感通過分類器實施土地利用類型劃分，推導(dǎo)之后可以總結(jié)平原區(qū)、山區(qū)土地利用類型分類的規(guī)律，并將這一規(guī)則在水利規(guī)劃項目中加以使用，可以縮短外業(yè)調(diào)查時間，最大程度的提升工作效率。此外，充分結(jié)合光譜特征、紋理特征、指數(shù)特征、地形特征，構(gòu)建針對不同特征集的分類測試，獲得分類模型，該模型具有極高的精度。研究發(fā)現(xiàn)，指數(shù)特征、紋理特征、地形特征結(jié)合之后，能夠?qū)⒎诸惥忍嵘?2%；同時，遙感技術(shù)還可以通過植被指數(shù)模型實現(xiàn)植被覆蓋度信息的提取；利用dem數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字高程模型，獲取坡度圖，并以此為依據(jù)提取地形坡度；對行政區(qū)劃圖、子流域、土地利用分布圖以及地貌類型疊加之后的信息進行分析，可以得到更加完善的空間分布情況，具體流程見圖1。

2 遙感技術(shù)研究現(xiàn)狀與問題

2.1 現(xiàn)狀

遙感技術(shù)可以采集植被覆蓋度、土地利用分類、土壤墑情與蒸發(fā)量等相關(guān)數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)制定水土保持治理對策。除此之外，在水土流失監(jiān)測、退耕還林、退牧還草遙感監(jiān)測等作業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。

圖1 遙感應(yīng)用成果

2.2 問題

遙感技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，但由于缺乏對遙感技術(shù)的深入了解，水利工程施工中還存在一些問題，導(dǎo)致遙感優(yōu)勢不能得以充分發(fā)揮。

（1）遙感技術(shù)認知。遙感屬于一項新技術(shù)，操作水平受限，無法真正利用遙感技術(shù)提高工作效率。

（2）遙感技術(shù)操作。遙感技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中對于操作人員的專業(yè)性有較高要求，操作不當會對最終結(jié)果造成影響。

3 遙感在水利行業(yè)中的應(yīng)用

3.1 遙測影像處理

3.1.1 正射處理

衛(wèi)星影像、航照影像并不具備與地圖坐標有關(guān)的信息，一旦出現(xiàn)規(guī)模較大的災(zāi)害，為了獲取相關(guān)信息，必須要實施影像正射評估，此時就需要利用遙感中的快速影像正射技術(shù)，得到GIS可套迭正射地圖[2]。

3.1.2 擬真色衛(wèi)星圖像

藍光波段具有散射的特點，針對識別到的物體并沒有顯著效果，衛(wèi)星不會對這一波段鏡頭進行掛載，后期對數(shù)據(jù)展示、交付數(shù)據(jù)時，便會運用到擬真色影像。擬真色衛(wèi)星圖像處理技術(shù)可以獲取視覺效果，實際操作中多利用紅、綠光這類波段的關(guān)系將藍光波段轉(zhuǎn)換出來，從而達到獲取擬真色圖像的目的。

3.1.3 災(zāi)害自動識別

水利工程中的部分地區(qū)由于地形、地質(zhì)條件會引發(fā)自然災(zāi)害，需要應(yīng)用遙測影像對自然災(zāi)害進行識別，構(gòu)建事件型災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，為之后水利工程災(zāi)害預(yù)防提供數(shù)據(jù)支持。為此，建議使用衛(wèi)星影像中的自動識別技術(shù)，當集水區(qū)范圍時間消耗較大時，便可以運用計算機自動識別功能，按照識別流程識別自然災(zāi)害，減少人為識別存在的誤差。

3.2 潛在災(zāi)害分析

3.2.1 集水區(qū)單元潛在災(zāi)害分析

通過潛在危害溪流相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以對集水區(qū)潛在災(zāi)害進行分析，構(gòu)建分析模型。提取集水區(qū)內(nèi)災(zāi)害因素，其中主要包含整體面積、形狀系數(shù)、平均坡向-X與Y方向向量、環(huán)性比以及高度變異系數(shù)等。針對潛在危害溪流中涉及到的敏感溪流、非敏感溪流信息，可以應(yīng)用羅吉斯回歸分析法，獲得回歸方程式，在該方程中帶入相關(guān)數(shù)據(jù)。羅吉斯回歸值范圍是0～1，需要將0～1所有數(shù)據(jù)進行分級，劃分為低、中、中高、高四個等級，以便得到潛在危害等級分布圖。

3.2.2 斜坡潛在災(zāi)害統(tǒng)計

按照水土保持規(guī)劃項目所在地區(qū)環(huán)境地質(zhì)信息、數(shù)值地形，可以總結(jié)強風(fēng)、洪水、暴雨的聯(lián)系，將水土保持災(zāi)害分類，對斜坡潛在災(zāi)害影響因素進行提取，其中主要包含高程、坡度、坡向等。所有因素進行歸一化處理，利用統(tǒng)計法的判別分析法，將所有災(zāi)害數(shù)據(jù)、斜坡提取因素結(jié)合之后進行判斷，獲得包括判斷分數(shù)、因子、權(quán)重在內(nèi)的關(guān)系方程式，將判斷分數(shù)設(shè)置為潛在危害分析值，并且劃分為由低到高的4個等級，通過分析便可以獲得斜坡潛在災(zāi)害，以此為依據(jù)繪制潛在危害分布圖[3]。

3.2.3 基于類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建潛在危害網(wǎng)格單元

針對水土保持規(guī)劃項目所在地區(qū)潛在危害進行分析，明確集水區(qū)范圍，利用遙感技術(shù)采集歷史災(zāi)害遙測影像數(shù)據(jù)，將災(zāi)害數(shù)值進行處理。隨后再通過衛(wèi)星影像數(shù)值繪制地形網(wǎng)格，將其與災(zāi)害判釋數(shù)化結(jié)果相結(jié)合，運用類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法構(gòu)建危害網(wǎng)格單元，并展開潛在危害分析，明確水利工程項目施工過程中的潛在危害。

3.3 灌溉面積分析

水利工程是農(nóng)業(yè)的核心，灌溉之后的農(nóng)作物產(chǎn)量比沒有灌溉的農(nóng)作物產(chǎn)量高4倍左右[4]。為了確保糧食產(chǎn)量以及質(zhì)量，農(nóng)業(yè)灌溉非常重要。灌溉的前提是了解灌溉面積以及空間分布情況，建議使用遙感技術(shù)，監(jiān)測灌溉區(qū)內(nèi)土壤含水量以及化學(xué)成分含量，以便獲得需水量、需施肥量等信息，在滴灌環(huán)節(jié)將肥料與水相融合，進而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細化的目標[5]。

4 應(yīng)用展望

4.1 數(shù)據(jù)來源渠道增多

現(xiàn)如今，遙感在水利工程中的應(yīng)用已有了一定成果，數(shù)據(jù)獲取方面，也逐漸朝著多平臺、多角度以及多傳感器的趨勢發(fā)展，今后水利行業(yè)遙感技術(shù)的運用，數(shù)據(jù)來源渠道也將不斷增多[6]。

4.2 空間定位與地物識別定量化

遙感技術(shù)的運用，逐漸體現(xiàn)出定量化的特點，同時這也是今后水利行業(yè)發(fā)展遙感使用的一項重要趨勢。遙感信息和觀測目標參量相結(jié)合，使遙感信息定量反演作為水利工程觀測的目標參量[7]。

4.3 智能化水平提升

遙感具有智能化特點，可以利用遙感傳感器進行編程，也可以按照需求進行地面控制，為用戶提供更多角度以及時間密度的水利工程數(shù)據(jù)。

4.4 賦予動態(tài)化特點

現(xiàn)如今小衛(wèi)星技術(shù)的顯著發(fā)展，使衛(wèi)星造價相繼降低，為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)方案的實現(xiàn)賦予了可行性。與小衛(wèi)星的發(fā)展趨勢相似，遙感技術(shù)也將朝著動態(tài)化的方向不斷發(fā)展，被廣泛應(yīng)用，幫助用戶采集到分辨率更高的水利工程數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)的進步，遙感技術(shù)得到了不斷地開發(fā)和創(chuàng)新，加大遙感技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用，成為行業(yè)發(fā)展的必然舉措。在信息時代的到來，遙感技術(shù)必將成為解決一切水問題不可或缺的手段和工具，不僅可以獲取更加全面的信息，還能夠提前預(yù)防自然災(zāi)害，避免對水利行業(yè)造成嚴重的損失，推動我國水利行業(yè)發(fā)展。