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水文水资源工作中遥感技术的应用分析

2015-04-12孙凯

科技创新导报 2015年32期
关键词:水文水资源遥感技术应用

孙凯

摘 要:水文水资源工作是关系我国民生的重大系统工程,水文水资源工作的质量和效果给社会经济活动带来直接的影响。随着遥感技术不断地发展和广泛应用,水文水资源工作获得了更高水平的发展空间。该文对遥感技术在水文水资源工作的实际应用进行详细的分析,为今后相关研究提供理论和实践支持。

关键词:水文水资源 遥感技术 应用

中图分类号:TV21 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(b)-0150-02

1 遥感技术概述

1.1 遥感技术概念

近些年来,随着遥感技术被广泛的运用水文领域,其技术优势被不断地放大,通过遥感技术获得大量水文资料对于提高水文水资源研究质量具有极大的促进作用,而且遥感技术大大降低了水文水资源研究的成本,促进了水文研究的发展。被广泛应用于水文研究的遥感技术是一项综合性比较强的探测技术,其工作原理是在电磁波技术的基础上,通过不同的传感器对远距离辐射或反射的电磁波信息进行收集、分析和处理,进而获得相关影响来支持水文研究,以满足研究的需要。遥感技术具有快速、高质量、成本低、周期短等特点,因此,其被广泛的应用于气象观察、地图测绘、资源考察等领域。

1.2 遥感技术优点

遥感技术应用于水文水资源研究领域具有人工巡测所无法比拟的优势,主要表现在以下几个方面:一是遥感技术能够在短周期内获得大量的信息,可以实现全天候监测,而且其一般不会受到植被、云雾、冰层等外在因素的影响,极大地扩展了水位工作的观测信息量;二是遥感技术在水文资料勘探时没有地域性限制,恶劣天气、复杂地形等因素的对其干扰影响较小,可以全方位的收集信息;三是收集资料快捷,尤其是遥感技术中的陆地卫星实现了全球覆盖成像周期仅为16天,而且多卫星联合作业可成倍缩小探测周期;四是可一次性获得较大范围内的地物信息。

2 我国水文水资源技术发展现状及趋势

2.1 发展现状

水文水资源工程是一门综合性、交叉性学科,其涉及到的领域较广,是以地球科学基本理论为基础,兼顾地下水科学、岩土工程、环境工程等学科知识。一直以来,水文水资源工程技术是我国社会与经济可持续发展的重要保障,受到各领域的高度重视。就目前而言,水文水资源工程的预测预报技术多是气象与水务结合,分布式水文模型以及天气雷达技术相结合,具有较为精确的预测预报结果。此外,水文监测技术不断引入现代科技,尤其是遥感技术的引入,极大的提升了水文工作的质量。水资源的配置与调度、水生态环境的改良与治理技术等取得了突出进展。总体上来看,水文水资源工程技术发展到现在,已经取得了较大的成就,但随着外界环境的不断改变,仍然需要更深入的研究和创新,以适应不断变化的外界环境。

2.2 应用趋势

但从水文水资源工程研究领域来看,水文相关技术取得了显著的成就,在研究和实践领域不断有新技术引入,但是其在社会大环境中仍然存在较多的问题,比如:水文水资源检测技术水平不足以满足社会与经济快速发展的需求,而且其在与其他领域的理论研究方面基础薄弱,缺乏多领域的信息共享等。因此,从这些方面存在的问题来看,水文水资源工程技术未来的发展方向一方面是需要解决现存问题;另一方面是不断地创新工程技术,扩大其与其他领域的合作,实现跨学科发展。此外,在未来的发展趋势中,高科技元素必然会越来越多的应用与水文水资源工程中,以提高水文事件的预报和监测能力。

3 遥感技术在水文水资源工作领域中的应用

3.1 降水量监测

遥感技术在降水量的监测中应用能够大大提升降水量检测的精准度,也正是应为这一突出优势而被广泛的运用。降水量检测是指通过在云顶温度和降水点之间建立关系,并利用卫星信息与地面雨量站之间的差值进行监测。雷达、气象卫星、航空飞机等技术均常用于降水量监测中,通过计算机对空间信号进行处理计算。一般来说,当地面降水雨量站较稀疏时,可运用雷达进行局部降雨量预报,而当云层较厚时,可采用气象卫星和雷达结合进行计算。气象卫星一般用于大面积降水量预报,主要采用综合方法与微波辐射方法等。目前还较为常用的是航空飞机深入云层进行检测而获得相关数据,然后通过计算机计算来收集大量的云雨信息,为水文部门的预测预报提供可靠依据。

3.2 蒸发量监测

蒸发量监测是一种通过物理方法来对地表能量和质量转化进行监测的方法。一般来说,目前常用于蒸发量监测的方式时通过卫星来实现的,卫星监测常用的方法则包括统计经验法、能量余项法等,此外对于较为复杂的蒸发量监测,还可借助卫星运用遥感信息模型进行计算。借助遥感信息面模型进行计算式,结合监测实际环境条件和模型的不同特点,又可以将模型分为多层模型。比如:一层模型用于地表上植被与土壤,二层模型运用地表植被或地上、地下土壤热量之间的余热,多层模型则可更为细致的区分多层土壤。目前我国用于蒸发量监测的较为先进的模型是政务蒸腾计算机模型,可实现非均匀地面条件的蒸散计算。

3.3 径流量预测预报

径流量的勘测和预报主要是以卫星遥感系统的监测数据及水文气象站的数据为依据,将主要的信息输入到水文模型中来计算得到相关信息。通常来说,在水文水资源工程中,对于径流量的预测预报一般采用卫星遥感技术进行综合处理,对于河川径流的估算,遥感技术并不能直接实现。遥感技术通过对地貌、土壤、植被及相关水系,并结合降水量、蒸发量与土壤含水量等要素进行综合估算。遥感技术获得的各种信息通过计算机水文模型进行处理分析,最终得出径流量的预测结果。

3.4 地下水遥感

在水文水资源工程的预测中,地下水位的勘测最为复杂,受限于地质环境因素的影响,人工勘测数据往往不能满足勘测需求,这既需要借助更为先进的技术进行辅助勘测。随着遥感技术的应用,地下水位勘测取得了较为显著的技术进展。地下水遥感技术能够通过对地表植被与地貌形状等数据进行综合模型处理和计算而间接得到地下水的勘测数据,这是因为地下水信息通常可以通过地表植被信息得到直观的反映,地表植被反映出来的信息可以运用遥感技术破译出来,并通过处理得出地下水文信息。

4 遥感技术在水文水资源工作中应用注意事项

4.1 对资料和数据采集的选择性

在水文水资源工程中的遥感技术运用实践中发现,遥感技术具有较为突出的优势,其在水文领域的应用取得了较大的成功。但是无论是卫星遥感还是雷达、航空飞机等遥感技术,均具备信息资料获取量较大的特点,尤其是卫星遥感技术,其在水文监测中的信息获取量十分大,而且较为复杂,这就需要在实际工作中对大量的水文资料和数据采取一定的选择。比如:航空遥感获得的大量地面资料由于其覆盖区域较大,地面资料分辨率差异较大,这使得水文工作中需要根据研究的重点进行科学合理的取舍。

4.2 遥感技术与人工作业结合

在水文水资源工程中,虽然遥感技术具有突出的优势,在实际工作中能够在较大范围内取代人工勘测,但是在某些方面缺不具备人工勘测的优点,这就需要在实际工作中结合具体工作需求,合理的将人工与遥感相结合,取二者各自优势进行互补,进而获得最为精准的数据,而不应该完全否定人工作业。

参考文献

[1] 宋树东.遥感技术在水文水资源领域中的应用研究进展[J].科技传播,2014(15):23.

[2] 王铭,孙丹,赵莉祺.遥感技术在水文水资源中的应用[J].河南科技,2015(7):74-75.

[3] 耿毅.浅析遥感技术在水文水资源方面的应用及进展[J].河南科技,2015(15).

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