水文水資源工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用分析

李建貞 孫元杰 張俊輝

（鄭州水文水資源勘測(cè)局，河南 鄭州 450000）

水文水資源工作中遙感技術(shù)的應(yīng)用分析

李建貞 孫元杰 張俊輝

（鄭州水文水資源勘測(cè)局，河南 鄭州 450000）

隨著我國(guó)遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，其在水文水資源工作中的使用范圍也變得更加廣泛。本文在分析遙感技術(shù)及我國(guó)水文水資源工程發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，探討遙感技術(shù)在水文水資源工作中的應(yīng)用，并提出其在水文水資源工作中應(yīng)用的注意事項(xiàng)。

水文水資源；遙感技術(shù)；應(yīng)用

1 遙感技術(shù)概述

1.1 遙感技術(shù)概念

遙感技術(shù)屬于一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、涉及范圍廣的探測(cè)技術(shù)，其工作原理是通過(guò)電磁波技術(shù)，使用不同的傳感設(shè)備，收集、分析及處理遠(yuǎn)距離反射或者輻射的電磁波信息，從而獲得影像數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)具有速度快、成本低、效率高、周期短等特點(diǎn)，因此，其廣泛使用在地圖測(cè)繪、氣象觀(guān)察、資源考察等方面［1］。近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)在水文水資源工作中的廣泛應(yīng)用，遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不斷被放大。通過(guò)使用遙感技術(shù)，能獲得許多準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)資料，在很大程度上促進(jìn)了我國(guó)水文水資源工作的研究及發(fā)展。此外，遙感技術(shù)也能降低水文水資源工作的研究成本，促進(jìn)水文水資源研究的發(fā)展。

1.2 遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與人工巡測(cè)相比，在水文水資源工作中使用遙感技術(shù)有較大優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾方面。首先，使用遙感技術(shù)可在較短時(shí)間內(nèi)獲取大量的信息數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)測(cè)，且不易受到冰層、云霧等一些外在因素的影響，在一定程度上拓寬了水文工作觀(guān)測(cè)的信息量。其次，使用遙感技術(shù)進(jìn)行水文勘探時(shí)，不存在地域方面的限制，且復(fù)雜地理?xiàng)l件、惡劣天氣等因素產(chǎn)生的干擾較小，能全方位進(jìn)行信息收集。再次，資料收集速度快，特別是在使用遙感技術(shù)的過(guò)程中，陸地衛(wèi)星有效實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋成像，且周期僅僅是16天，多衛(wèi)星聯(lián)合作業(yè)，能有效縮短探測(cè)所需的周期。最后，使用遙感技術(shù)，能一次性獲得大范圍的地物信息，大大提高了水文水資源工作的效率［2］。

2 我國(guó)水文水資源工程發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2.1 水文水資源工程發(fā)展現(xiàn)狀

水文水資源工程屬于綜合性強(qiáng)、涉及專(zhuān)業(yè)廣的工程，其具有一定的復(fù)雜性，使用地球科學(xué)的基本理論作為相應(yīng)基礎(chǔ)，并且涉及環(huán)境工程、巖土工程、地下水工程等學(xué)科的內(nèi)容和知識(shí)。水文水資源工程的良好發(fā)展是我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障，因此，其受到人們的高度重視。就當(dāng)前情況來(lái)看，在水文水資源工程中預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)通常是和氣象與水務(wù)相互結(jié)合，以及分布式的水文模型和天氣雷達(dá)相互結(jié)合，具有比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果?，F(xiàn)今，在水文監(jiān)測(cè)中引進(jìn)了諸多現(xiàn)代科技，如遙感技術(shù)的使用，在很大程度上提高了水文水資源工作的質(zhì)量。水資源在配置、調(diào)度、生態(tài)環(huán)境改善和治理方面都取得了比較明顯的效果?？偟脕?lái)看，通過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，水文水資源的工程施工已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，但隨著外界環(huán)境的變化，有關(guān)單位需要跟上發(fā)展的步伐，深入進(jìn)行相應(yīng)創(chuàng)新和研究工作，使水文水資源工程能獲得更好的發(fā)展［3］。

2.2 水文水資源工程應(yīng)用趨勢(shì)

目前，我國(guó)水文水資源技術(shù)雖然已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，但仍處于不斷研究與實(shí)踐的過(guò)程中，且許多新技術(shù)也在不斷開(kāi)發(fā)中，水文水資源工作還存在一定問(wèn)題。例如，在水文水資源的檢測(cè)方面，技術(shù)水平還有待提升；水文水資源工作在其他領(lǐng)域的理論研究還比較薄弱，沒(méi)有進(jìn)行有效的信息共享。所以，在未來(lái)發(fā)展階段，水文水資源工作首先需要解決當(dāng)前存在的問(wèn)題。其次，也需要不斷進(jìn)行技術(shù)改良和創(chuàng)新，并加強(qiáng)和其他領(lǐng)域之間的交流與合作，從而相互促進(jìn)，共同發(fā)展。

3 遙感技術(shù)在水文水資源工作中的應(yīng)用

3.1 降水量監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此，其被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)活動(dòng)中。在降水量監(jiān)測(cè)過(guò)程中，使用遙感技術(shù)能在很大程度上提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。進(jìn)行降水量的檢測(cè)工作，一般是通過(guò)在降水點(diǎn)和云頂溫度間建立聯(lián)系，用地面雨量站和衛(wèi)星信息間的差值，進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)。在降水量監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，雷達(dá)技術(shù)、氣象技術(shù)、航空技術(shù)的使用都比較頻繁，一般都是用計(jì)算機(jī)，計(jì)算并處理空間信號(hào)。通常來(lái)講，當(dāng)?shù)孛娼涤炅枯^少時(shí)，可用雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)部分區(qū)域降雨量進(jìn)行相應(yīng)預(yù)報(bào)，當(dāng)云層較厚時(shí)，可用雷達(dá)和氣象衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行計(jì)算工作。氣象衛(wèi)星適用于大范圍降水的預(yù)報(bào)工作，一般使用微波輻射方法與綜合方法等?，F(xiàn)今，還有一種經(jīng)常使用的方法，即利用航空飛機(jī)進(jìn)入云層進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)活動(dòng)，從而獲取所需的數(shù)據(jù)信息，再使用計(jì)算機(jī)，計(jì)算收集的數(shù)據(jù)信息，為水文部門(mén)的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)提供有效支持。

3.2 蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)

蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)指的是使用物理方法，對(duì)地表的質(zhì)量和能量轉(zhuǎn)化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，在蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一般使用衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，衛(wèi)星監(jiān)測(cè)包含能量余項(xiàng)法、統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法等。針對(duì)一些比較復(fù)雜的蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)工作，還可以使用遙感的信息模型進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。使用遙感信息模型，聯(lián)系監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況和模型特點(diǎn)，可以把模型分成多層模型。例如，一層模型通常使用在地表的植被與土壤，二層模型計(jì)算地上熱量、地下土壤、地表植被之間的余熱?，F(xiàn)今，在我國(guó)蒸發(fā)量的監(jiān)測(cè)工作中，比較先進(jìn)的是蒸發(fā)蒸騰模型，其能有效計(jì)算非均勻地面條件的蒸發(fā)量。

3.3 徑流量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

進(jìn)行徑流量的勘測(cè)與預(yù)報(bào)工作，主要是把衛(wèi)星遙感系統(tǒng)獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和水文氣象站獲得的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，把主要信息數(shù)據(jù)輸入到水文水資源模型中，通過(guò)計(jì)算，得到相關(guān)數(shù)據(jù)信息。通常情況下，在水文水資源工作中，對(duì)徑流量進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，需要使用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行綜合處理，對(duì)河川徑流進(jìn)行合理估算，不能直接通過(guò)遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)。遙感技術(shù)需要收集地形地貌、土壤土質(zhì)、植被條件以及相關(guān)的水系情況，并聯(lián)系含水量、蒸發(fā)量和降水量等因素進(jìn)行綜合估算。通過(guò)使用遙感技術(shù)，獲得各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，通過(guò)水文模型進(jìn)行相應(yīng)處理分析，從而預(yù)測(cè)出徑流量。

3.4 地下水遙感

在水文水資源探測(cè)工作中，地下水位勘測(cè)比較復(fù)雜，受地質(zhì)環(huán)境等因素的限制，人工勘測(cè)的數(shù)據(jù)無(wú)法滿(mǎn)足勘測(cè)需求，需要借助更科學(xué)的技術(shù)進(jìn)行輔助勘測(cè)。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，地下水位勘測(cè)工作也取得了明顯進(jìn)展。使用地下水遙感技術(shù)，可以根據(jù)地貌條件和地表植被等數(shù)據(jù)信息，使綜合模型進(jìn)行計(jì)算，從而得到地下水勘測(cè)數(shù)據(jù)。

4 遙感技術(shù)在水文水資源工作中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

4.1 對(duì)資料和數(shù)據(jù)采集的選擇性

在水文水資源工作中，遙感技術(shù)具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。但無(wú)論是衛(wèi)星遙感技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)，還是航空飛機(jī)技術(shù)，都具有信息數(shù)據(jù)獲取量較大的特點(diǎn)，特別是衛(wèi)星遙感技術(shù)，在水文水資源監(jiān)測(cè)工作中，信息獲取量比較大，并且比較復(fù)雜，在具體工作中需要對(duì)大量數(shù)據(jù)信息和水文資料進(jìn)行選擇。例如，航空遙感獲取大量地面資料，因?yàn)楦采w范圍較大，地面資料的分辨率存在較大差異，這要求在水文水資源工作中需要按照研究要求和重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行合理選擇。

4.2 遙感技術(shù)與人工作業(yè)結(jié)合

在水文水資源工作中，遙感技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在許多工作中都可以取代人工勘測(cè)，但在某些方面仍需使用人工進(jìn)行勘測(cè)。面對(duì)該情況，在實(shí)際施工過(guò)程中，需要聯(lián)系工作實(shí)際，實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)和人工作業(yè)的結(jié)合，使其進(jìn)行有效互補(bǔ)，從而提高勘測(cè)工作效率，獲得最加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，更好地促進(jìn)水文水資源工作的開(kāi)展。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，其在水文水資源工作中的使用范圍也變得更加廣泛。因此，有關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)遙感技術(shù)的研究與應(yīng)用，使其能在水文水資源領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

［1］宋樹(shù)東.遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.科技傳播，2014（15）：23-24.

［2］王銘，孫丹，趙莉祺.遙感技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用［J］.河南科技，2015（7）：74-75.

［3］耿毅.淺析遙感技術(shù)在水文水資源方面的應(yīng)用及進(jìn)展［J］.河南科技，2015（15）：112-113.

Analysis of Remote Sensing Technology in Hydrology and Water Resources

Li Jianzhen Sun Yuanjie Zhang Junhui
（Zhengzhou hydrology and Water Resources Survey Bureau，Zhengzhou Henan 450000）

With the continuous development of remote sensing technology in China,its use in hydrology and water resources has become more extensive.This paper mainly analyzed the remote sensing technology and hydrology and water resources engineering in our country the status quo and development trend,explored the application of remote sensing technology in the work of hydrology and water resources,and put forward the application in hydrology and water resources in matters needing attention.

hydrology and water resources；remote sensing technique；application

TP79；P332

A

1003-5168（2017）07-0080-02

2017-06-01

李建貞（1984-），女，本科，助理工程師，研究方向：水文水資源。