遥感技术在水文水资源中的应用

王 铭 孙 丹 赵莉祺

（1.河南省洛阳水文水资源勘测局，河南 洛阳471000；2.汝阳县三屯镇东堡小学，河南 洛阳471200；3.林州市水务局，河南 林州456500）

遥感技术有很强的综合性，它在电磁波相关理论的基础上，利用传感器来进行电磁波信息和远距离辐射的分析，经过收集整理后，将获取的影像集合，并对各种景物进行探测、识别。遥感技术所应用的范围比较广，包括对气象的观测、对地形的勘测、地图的测绘以及资源考察等方面［1］。

1 遥感技术在水资源勘测中的作用

1.1 遥感技术在地表水勘测中的应用

在划分地表类型时，估测区范围普遍较为广阔，地貌形态复杂多样，为了使地貌类型简化，同时顾及地表产流受地貌影响的差异性，以卫星图像为基础，把估测区内划分为平原区、黄土高原区、低山丘陵区及中山区四大类型。对于地表岩性，根据遥感图像岩性地层解译的结果，为了兼顾各种岩性在透水性能上的差异，简化估测区的下垫面类型使其具有普遍性，对共性特征进行组合后有以下几种类型：①由黄土和第四纪冲洪积物组成，透水性强；②由砂岩和砂砾岩等组合成，孔隙裂隙致结构比较松散，透水性强；③主要为碳酸盐岩，透水性能强；④由砂岩和砂泥岩组成，透水性能比较一般；⑤由岩浆岩和变质岩组成，透水性能比较弱。

1.2 遥感技术在地下水勘测中的应用

在勘测地下水时，应用遥感技术对勘查区域中的各种地质要素进行解译并加以提取，再与多信息和多科学的综合分析相结合，可以得出相对客观、系统的区域内地下水分布特点以及水文地质条件的结论。对于分布在第四纪松散地层中的孔隙潜水，一般情况下，地貌、地质构造及植被覆盖等水文地质要素都与其水文地质条件有着极大的联系。根据遥感图像上影像的形态、结构及色调等特征对这些要素进行提取，可以在明确相对富水区、找出含水层位置及判断其他边界条件方面得到理想效果。以此为基础，结合其他勘探资料，可以对地下水资源做出较准确地评价［2］。

2 遥感技术在水资源保护中的作用

2.1 遥感技术在水环境监测中的应用

遥感技术对水资源环境的监测是通过监测水源以及其污染物的光谱信号变化来进行的。实践中已有很多专家学者用遥测的方法来估测水质参数，从而达到监测水体污染情况的目的。我国在这方面也有许多实例，曾陆续对海河、大连海、珠江、长春南湖、渤海湾、苏南大运河、于桥水库等大型的水体，应用遥感技术进行水质监测，并对油污染、溶解性有机物污染以及富营养化等课题进行了研究。其中利用水质参数中的叶绿素和富营养化两者之间的联系，对水质污染和富营养化程度进行了研究，分析遥感资料后通过估算水体中叶绿素a的浓度，建立叶绿素a浓度和水体光谱反射率两者之间的关系模式，划分出了溶解性有机物的污染区域。

2.2 遥感在富营养化研究中的应用

在利用遥感技术来进行水体富营养化研究的领域，我国的相关研究人员也进行了一系列的研究工作。科技工作者对水体富营养化进行研究，得出的结果显示，通过对单波段和多波段的因子进行组合以及对主成分进行分析等方法，可以使对遥感信息的利用更加充分，从而得到更加精准的预测结果。同时，利用遥感技术能够预测水体富营养化的发展趋势。

3 遥感技术在水文水资源中的应用

3.1 遥感技术在降水中的应用

利用遥感资料能够获取降水在空间中的分布特征，尤其是在降水量站或雷达观测站比较稀缺的区域。航空飞机、气象卫星以及雷达等都可以成为估算降水量的遥感信息来源，其中在估算大面积的降雨量时多利用气象卫星，对局部的短期降雨量进行预测时多用雷达。雷达属于微波遥感中的一种，大气中游离的降水粒子对电磁波有一定的吸收、散射作用，所以，雷达在此基础上对回波信号进行分析处理，判断在采样的空间体积里降水粒子进行后向散射时的能量，再通过计算分析出地面的实时降水量。因为有云层的阻碍，不可能直接利用卫星来开展降水量的测定工作，但将传统的地面观测技术与气象卫星技术综合起来进行降水量估算是可行的。

当前，各国利用卫星数据来进行降水量预测的常用方法有形状分类法、极限法、云层指数法、综合方法等。航空飞机遥感属于被动式的遥感，它是一种气象专用飞机，在实际操作中要深入到云层内部以及在云体周围做各种飞行，能够测量出不同的雨滴、云滴与冰晶粒子以及它们的分布。现代的气象探测飞机使用计算机系统对各种资料进行处理，可以将航空飞机探测获取的大量数据信息自动收集、记录下来并显示出来。

3.2 遥感在区域蒸散发中的应用

区域蒸发是区域水量与能量平衡的重要组成部分，它包含植物蒸腾、水面蒸发以及土壤蒸发几个方面的内容。在遥感技术的应用中，应用遥感技术进行蒸散发的估算已经成为热门研究话题，利用遥感技术来预测蒸散发的基础是能量平衡理论。遥感技术在蒸散发研究中的应用方法主要有能量余项法、统计经验法、全遥感信息模型法及数值模型法这四类。国内学者对遥感技术在区域蒸散发方面的应用也做了许多的研究。

3.3 遥感在径流及水文模型中的应用

虽然河川径流不能用遥感技术直接进行测量，但是利用水文模型，遥感技术能够间接地估测河川径流。遥感技术是信息源的一种，它能够提供水系水体、地形地貌、地质土壤、地表植物土地利用等很多与地面相关的信息，也能够用来测定土壤含水量、估算水分蒸发量等。在国内遥感技术在水文模型和径流方面的研究，主要是运用遥感技术取得水文模型。在早期，国外的研究中主要是通过遥感资料来提取流域的地物信息，并对水文模型参数做出估算，再对土壤进行分类，或是利用经验性模型来估算融雪径流以及损失参数等。

3.4 遥感在水土保持中的应用

对水土流失和土壤侵蚀进行监测、调查和评价，对水土保持工作的开展，有着非常重要的作用，当前，研究水土保持的重要技术方法就是遥感技术。遥感技术在区域水土流失和土壤侵蚀的研究工作中起着不可替代的作用。水土流失研究内容包括对水土流失定量的研究以及监测土壤侵蚀的动态情况［3］。

4 结语

在遥感技术不断快速发展的进程中，高分辨率和多时相、多平台的遥感信息数据不断出现在我们面前，怎样才能将这些丰富的数据充分应用于水文和水资源的领域中成为目前重要的研究课题。但同时，我们也需要兼顾传统的观测方式，将传统观测技术与遥感技术很好地结合起来，互相取长补短，以应用遥感技术更好地解决水文和水资源中的问题，使水文和水资源科学更上一层楼。

［1］范伟，荀尚培，吴文玉.应用气象卫星MODIS识别薄云覆盖下的水体［J］.大气与环境光学学报，2007（1）：73-77.

［2］姜哲石.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析［J］.才智，2011（34）：38.

［3］刘钢，彭群生，鲍虎军.基于图像建模技术研究综述与展望［J］.计算机辅助设计与图形学学报，2005（01）：18-26.