李绍平

湖南宏芳工程咨询有限公司 湖南 湘西 416000

当前，我国水文水资源工程事业在社会、经济发展中取得了长足的发展。随着我国社会经济实力的不断提高，科学技术的飞速发展，水文水资源工程越来越受到业界的关注。当前，为推动水文水资源事业发展，必须把握机遇，不断加强学习，不断提升相关管理水平，运用科学技术实现工程技术的突破与发展，推动和规范3S技术，为今后的工程行业的建设打下良好的基础。

1 3S技术概述

1.1 GIS技术

GIS是地理信息系统的缩写，它的产生源于机械地图。该技术属于电脑软硬件平台，并有相应的技术支撑。实现了高效的数据采集、存储和查询，对所需的地理信息资料进行计算、分析。GIS不仅可以实现数据信息的自动录入，而且还可以提供数据模型、开放式结构等快速的业务。该技术具有多种功能，既能为一般用户提供方便、快捷的服务，又能适应水文水资源工程的实际需要。

1.2 RS技术

RS技术是遥感技术的缩写，而这一技术的源头，就是航空摄影测量技术。它的工作原理是通过与使用者的远程接触，对相关使用者的目标进行监视和判断，从而对使用者的特性进行分析。通过对被测对象的电磁信号进行实时采集和记录，将其记录成图像，从而为水文水资源工程提供重要的、合理的信息资料。因此，遥感技术是一种能够进行多波段、全天候、多平台等多种观测手段的对地观测。同时，对高分辨率图像进行自动识别和采集是今后遥感技术发展的方向[1-3]。

1.3 GPS技术

GPS是全球定位系统的简称，它包括三大部分：卫星系统、地面控制系统以及用户接收系统。GPS能够为全天候和全球范围内的 GPS服务提供实时的定位导航。与其他全球定位技术相比，该系统的优点是可以实现全球范围的 GPS和全天候的位置和观察，并且，它的定位精度和速度都比较高。随着 GPS技术的不断完善，在水文以及水资源方面的应用将会有很大的帮助。

2 3S技术在水文与水资源工程中的应用优势

3S技术是一种现代信息技术，它是遥感技术、地理信息技术、全球定位技术三大技术相结合的技术。将其合理、高效地应用于水文水资源领域，将会发挥重要的作用和重要的科研价值。在水文水资源的领域中，3S技术的合理应用将会带来巨大的优越性，并对其进行合理的探索。（1）为水文水资源等方面的工作取得良好效果。3S技术的合理应用，能够在较短的时间内获取大量的、有用的信息；而且，可以提高工作效率。（2）在水文和水资源方面，能够提高信息资料的准确性。能在水文水资源方面应用3S技术，获取资料等。由于它的技术限制了探测距离，不受外部环境等因素的限制，所以能够获得更精确的数据信息。（3）该技术具有良好的集成和可视化。利用3S技术，相关技术人员能够获取有关信息，对相关信息进行合理、高效的分析与研究，并且能够将有关数据显示在显示屏上，具有很好的集成性和可视性[4-5]。

3 3S技术在水文与水资源工程上的理论应用

3.1 水文勘测

在水文和水资源方面，3S技术可以采集到河流、湖泊等地区的图像资料，其实际的水文和水资源情况的水势图见图1。

图1 水文与水资源的水势图

由图1可知，基于光谱和样本区域特征的水势图可以满足标记解释和遥感图像的识别。此外，3 S技术还包含了GPS技术，可以根据现场的实际情况进行定点、校核，特别是在野外，采用 GPS定位系统对现场进行定位，不但可以保证验证的精度，利用地理信息系统，可以在较短的时间内，对水文水资源的测量结果进行有效、可靠的评价和分析。

3.2 水文模拟

DEM的分布模式是目前水文水资源工程对水文模拟研究的一个重要方向。从当前的形势上来看，水文模拟技术与地理信息系统、水文模型之间的联系十分紧密，因此可以通过 GIS技术对水文模拟进行管理和环境空间分析。GIS在DEM的分布格局中起着非常关键的作用，它可以帮助流域内的水文参数提取、模型化，包括流域的方向、坡度、汇流等，并对流域内的土壤、植被进行模拟，最终形成流域内的地表和地下水，为后续的水文水资源工程工作打下扎实的基础。

3.3 水文预报

RS技术的广泛应用，能使相关工作人员能够在最短时间内获得气象数据，并迅速地绘制出卫星云图，并与相应的自动监控系统和装备相结合，利用地理信息系统平台，对水文资料进行动态的电子地图进行浏览。此外，还可以利用模型库、人工神经网络、回归理论等技术和理论来科学合理地预报水文要素，如：降雨持续时间、降水量、洪峰流量等，为防洪抗灾等工作提供实时、精确、科学的理论数据支撑。

3.4 生态环境与生态用水计算

收集和选择数据源，根据土壤覆盖的变化规律和分布情况，对遥感影像进行适当的调整，以提取专题数据信息，比如：农作物产量、水深以及土地的建造情况。利用地理信息系统进行生态环境调查，可以获得大量的信息，从而达到生态环境管理、调控和评价之间的动态均衡，为今后的科学研究打下了坚实的基础[6-8]。

3.5 防洪抗灾

在防洪过程当中，能够对灾情做出有效的防备工作，运用 RS技术，能够对流域的水文基础数据进行精确采集，GPS技术能够在小范围内进行高精度的几何定位，而 GPS与RS相结合，更能为相关用户提供准确的数据来源，实现了自动化的管理与分析，并在突发事件中为灾民提供了最优的疏散路径。

4 3S技术在水文与水资源工程上的实践应用

4.1 在水文与水资源工程规划中的应用

水文水资源工程规划关系到人类社会的发展，合理利用和使用特定地区的水资源，可以提高其利用效率，防止水资源的浪费。在水资源的规划设计当中，为了实现水资源的合理配置，必须收集海量的数据资料。采用3S技术进行数据采集，能够在较短的时间内实现大规模的数据采集，从而大大提高了数据的采集速度，为水文水资源工程的编制工作提供了方便。例如：在确定某一地区的水量时，该技术可以精确地分析某一地区的水流，并利用该技术对某一地区的水流进行预测。

4.2 水环境污染监测中的应用

通过对我国水环境污染状况的分析，可以看出，目前我国的水资源质量状况越来越差，应用3S技术进行水质监测，可以达到较好的效果。受污染的水域有不同程度的污染。应用3S技术，对受污染水域进行了数据信息的采集，并应用遥感技术对某一地区的水资源质量变化进行了监测。利用遥感图像技术，可以实现对水质的实时监控，并结合采集到的数据，对某一地区进行科学的控制与预防，防止水污染进一步恶化。

4.3 水文与水资源的水土保护中的应用

我国水土流失问题关系到一个地区的实际经济发展，因此，对某一地区的水文、水资源的动态变化进行监测，将有助于保护这一地区的发展。在实施3S技术的同时，还必须依靠高效的数据信息采集系统来实现水质的保护。3S技术还必须要有其他的数据采集与分析，在处理完这些数据之后，再进行分析和判断，最终得出一个有效的解决方案。水体防护工作要求采集与污染有关的海量资料，并在此基础上对其进行分析、处理，并对其进行动态监测，为流域内的水土保持工作提供数据支撑，并据此制订出一套科学合理、行之有效的水土保护措施。

4.4 断层富水分析中的应用

断层一般是区域内的一个主要的输水通道，它含有丰富的水分，所以对断层进行富水分析就显得非常有意义。首先，要从当地的地质、地理信息等方面，对断层的岩性等进行分析，因为断层的储水和渗水性是不一样的，松散的构造可以容纳大量的水分，但若地质活动已消失并为地断层，则水分含量比较低。因此，利用 GIS技术，可以分析地层的结构、断裂等参数，从而判断是否有富水，利用计算机软件所产生的图像，对富水性进行判定。

4.5 在地形测量设备中3S技术的作用

地形测量仪器的主要功能是测量海底的横断面和水下地形的相关实际状况，从而保证水文和水资源工程的顺利进行。首先是对水文和水资源进行分析，通过与实际资料的对比，保证了实际的水质水文状况，为水文和水资源工程的实施提供了相关的依据。其次，就是利用地面测量仪器，将水下的地形测绘出来，然后进行飞机的位置和深度测量，利用 RTK技术和回波测探仪进行测量，为下一步的工作做好准备，打好基础。

5 强化3S技术在水文水资源工程应用效果的建议

5.1 加强3S技术综合使用

在提高标准、规范的基础上，要不断地改进和整合运用3 S技术，充分利用现有3S技术的优点和特点，促进3 S技术在水文水资源工程领域的应用和发展。合理、有效地将3S技术与水资源管理技术、计算机技术相结合，为科学技术的合理发展和水文水资源管理的信息管理提供了方便。

5.2 做好3S技术应用前组织策划

科学合理的方案是提高水文水资源工程质量的先决条件。这就需要有关部门严格遵守国家有关法律、法规，并根据当地的水文水资源和其他环境条件，确定技术路线，选取最具代表性的样品，如实地记载事实。同时，为了保证样本的可靠性和有效性，相关部门要提前分析潜在的负面影响，并制定相应的应对方案。在进行环境工程前期，要根据设计的相关要求、现场情况、材料、设备、人员配备等因素，结合3 S技术，综合考虑工程的安全、速度、质量、成本等因素，最后确定3 S技术的应用方案，并积极地进行前期规划，以便为后续的技术开发提供有利的条件。

5.3 加强内部协调管理

在确定了3S技术的规划设计之后，在实施3S技术时，会有一定的偏差，需要有关方面积极地进行内部的协调和相关人员的管理，以保证各有关部门在原有的规划和方案的基础上进行，协同工作，主动改进工作中出现的问题或与工作方案不符的地方，以保证3S技术的顺利实施。另外，3S技术中同一种工作水平的员工，在工作交接期间，必须自觉地进行协调，并利用临时设备，确保工作的顺利有序进行。

5.4 研发高配软硬件

RS、GIS等技术是对相关遥感资料进行分析和处理的关键技术。由于遥感信息的采集需要大量的信息，因此需要大量的数据存储设备。同时，还要求具备高配置的电脑进行资料的分析和处理。因此，有关方面要加大资金、人员的投入，研发高配置的软件、硬件，以增强技术的发展。

5.5 提高3S技术应用人员职业素质

3S技术中有关人员的配合是提高工程质量的一个关键因素，但是有些工程还不够完善，这与工程施工中的人员素质有很大的关系。为此，必须加强有关部门工作人员的技术培训，定期开展水文水资源、3S技术等方面的培训，以增强有关人员的自觉性和专业素质，并在工作中不断学习先进技术，在此基础上，构建了一支高素质、高水平的监测队伍。同时，3S技术有关部门也应加强对3S技术人员的管理，以提升其知识水平和职业素养，增强其工作积极性和主动性，增强其责任感，保证3S技术的顺利、圆满地开展。

6 结语

在过去的水文和水资源工程领域当中，由于采用了大量的工程技术，在收集、分析和处理信息数据等方面存在着诸多缺陷，同时也无法跟上当今社会的经济和科学技术的发展步伐。因此，3S技术在水文和水资源方面的应用，可以让水利和水资源部门的相关工作人员获得精确的测量结果，并且能够及时地获取和分析水文和水资源的最新资料。这不但极大地促进了水文水资源工程的发展，而且也为今后的发展指明了方向。