遥感技术在水利信息化中的运用

杜利娟

（开封市祥符区水利局，河南 开封 475000）

遥感技术在水利信息化中的运用

杜利娟

（开封市祥符区水利局，河南 开封 475000）

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术，具有重要的利用价值。本文分析遥感技术的内涵，阐述遥感技术的发展特点及趋势，探讨遥感技术在水利信息化中的运用，旨在正确认识水利信息化中遥感技术的独特优势，以探索遥感技术在水利信息化中的正确发展模式。

水利信息化；遥感技术；运用

1 遥感技术概述

1.1 遥感技术的内涵

遥感技术（RS）是一种集数据获取、处理、分析和定量表达于一体化的综合对地观测技术。作为人们获取信息的主要手段，遥感技术起源于20世纪60年代。在漫长的发展过程中，遥感技术先后经历了地面遥感、航空遥感及航天遥感的发展历程。作为人们获取地理信息的重要手段之一，遥感技术在植被监测、地质水文监测、土地利用等多个领域被广泛使用。在全国水利信息化发展的“十二五”规划纲要中，国家倡导在建设、使用常规信息采集设备的同时，在水利信息化建设过程中，将遥感技术广泛应用于水利信息基础设施、水利信息化工程及水利综合建设中来，提出在水利工程建设中引入遥感技术等新方法的有效使用。

1.2 现代遥感技术的主要发展趋势

1.2.1 数据获取手段的精细化、多样化。在不断发展创新过程中，遥感技术在航天遥感发展的基础上，利用现代计算机技术和先进的信息技术，在数据获取手段上逐渐呈现出多样化、精细化的发展趋势。在数据采样过程中，遥感技术从时间维、空间维、角度维、光谱维等数据采样过程中体现出更为密集化的趋势［1］。可见，遥感数据获取趋于精细化趋势，而利用遥感技术收集的地物信息也表现出精细化、完整化的特点。

1.2.2 数据处理过程的自动化趋势。遥感数据处理涉及多个环节，主要包括几何校正、算法和专业模型及后续处理等诸多方面。而各个环节处理过程中，具体涉及程序较多，加之不同数据间的算法及模型不尽相同，研究人员通过多源异构遥感数据的集成建立，为数据集成制定了统一的数据标准。参数反演算法的不断完善及数据处理的自动化，为具有良好普适性的遥感物理集合模型的建立奠定了坚实的基础，保证了数据、算法及模型三者之间的资源共享，推动了遥感技术数据处理的自动化趋势。遥感数据处理自动化最大的优点在于数据处理过程中速度及效率的极大提升，人为干扰因素的有效降低。遥感技术在快速获取地表信息时，数据处理的自动化对加快信息获取速度具有重要意义。

1.2.3 地表参数反演定量化趋势。在遥感技术发展初期阶段，遥感技术提供的数据有限，同时，在数据获取手段及方式上存在巨大缺陷，而遥感数据不足的问题是困扰人们的一大难题。随着技术的不断进步，高光谱的遥感技术出现，且多角度传感器的使用使遥感数据的获取更加快捷、方便，同时，数据质量也不断提高。在资源环境应用过程中，遥感参数只有定量地转化为高精度的资源环境参数，数据才能被有效使用。在遥感技术发展过程中，理论研究的不断深化，应用模型技术的创新，为定量化遥感方法的普遍使用奠定了基础。

1.2.4 遥感技术应用的普及化发展。随着科学技术的不断发展，遥感技术在应用深度及广度上不断延伸拓展，具体表现在以下几方面：首先，遥感技术在应用分析方法上的不断创新与发展，为遥感技术与农业、全球气候、大气资源环境以及海洋动力等诸多领域的相互结合提供了现实可能性；其次，在技术应用范围上，遥感技术不仅深入到农业等诸多领域，其还在诸如土壤重金属反演、固体形变监测及地物三维结构提取等特殊领域得以有效使用；再次，在疾病监测发展过程中，遥感技术也得到了有效使用。最后，在犯罪研究及考古工作中也引入了遥感技术。

2 遥感技术在水利工程信息化中的应用

2.1 遥感技术在水文水资源监测中的使用

在水文地质调查及地表水监测过程中，因遥感技术较传统技术更加方便、快捷而被广泛使用。遥感技术在资源节约及监测效率上具有独特优势，因此，在水资源监测中被广泛使用。在正常情况下，采用光学或雷达图像的方式均可准确获取河流、湖泊相应的监测数据。然而，在暴雨等恶劣天气，监测区域水的深度会发生变化，且水体中有机质的含量及含沙量也会发生一定变化，这会影响太阳光波段的反射能力，进而造成部分水体区域的误判。传统方法主要利用可见光波段下冰雪的高反射率特征来获取冰川信息，具体信息提取主要采用阈值法、分类法及比值法。为了提高冰川数据的提取精度，对象分类法及雷达干涉测量法逐渐被应用在冰川监测上。异于冰川的监测，在积雪监测调查过程中，通过光学影像判别的方式，采用定量研究方法，完成对积雪深度、面积、湿度等参数的监测。在雪灾防治及积雪监测中，遥感技术的使用极其普遍。

在水文地质的具体调查活动中，利用遥感数据可准确圈定靶区，快速寻找到地下水资源。地下水的存在受地质构造、土壤湿度关系及地表植被发育等多方面因素的影响。遥感图像对研究区域地下水资源具有重要意义。当地表土壤湿度较大，植被发育良好时，则可推测区域内地下水丰富。而当地表呈现裸露状态时，为获得土壤水分含量的准确信息，一般会采用计算地表热惯量的方法。相反，在植被丰富区域，为获得土壤湿度，一般会依据区域植被发育状况及蒸腾作用来完成监测活动。在地下水资源过度开采区域，地表及重力会发生巨大的变化，系列重力卫星的使用，可反演出大尺度重力异常与变化，也可获取地下水量变化数据。在小范围区域内地下水量盈亏的监测中，则需要高精度、高分辨率的沉降数据。

2.2 遥感与水环境监测

在水体叶绿素含量估算过程中，引入遥感技术，通过遥感数据的获取，建立起监测数据与叶绿素浓度水体间的数学模型，进而达到监测水体中有机质及叶绿素含量的目标。现有的卫星遥感及模拟数据主要有MODIS、IKONOS、TM、Hyperion等技术，主要用于研究区域水体叶绿素反演模型。水体中固体悬浮物是判断水质过程中最重要的参数，固体悬浮物的情况反映了整体水环境的健康状态，是有效判断农业灌溉、河道治理等活动开展的关键参数。鉴于遥感技术具有成本低、便于动态监测的独特优势，因而，在河口、航道、水库泥沙等监测过程中被广泛使用。

2.3 遥感技术在水旱灾害监测中的使用

在旱情监测中，主要依据土壤水分及相关指标来获取数据。由于土壤水分会影响微波的发射、后向散射技术，所以，回归模型被广泛使用，以建立起土壤水分与图像灰度值之间的定量关系。遥感技术在土壤旱情、农业旱情、河湖枯水情况的监测上具有其独特的优势。

2.4 遥感技术在其他方面的使用

在水污染、水面溢油及热异常状态下，遥感技术得到了广泛使用。在海洋、湖泊和大型河口等片状水域中，遥感技术监测依据水体表面的光谱判断水源污染情况，而后向散射的纹理也是完成监测的主要依据，利用热红外传感器识别热污染源和扩散范围。在遇有机污染物随浮游植物富集的情况时，应利用对叶绿素含量变化不敏感的波段来完成污染源监测。

3 结语

遥感技术在水利信息化中的有效使用，是以水利信息化及遥感技术自身发展为基础和前提的。遥感技术以其独特的优势，在水资源评价、水环境监测、水旱灾害监测、水利工程建设监测等多个领域被广泛应用，其具有广阔的发展前景。

［1］温俊辉，任耶西，修镜洋，等.遥感技术在水利信息化中的应用综述［J］.城市建设理论研究，2016（8）：6262.

Application of Remote Sensing Technology in Water Conservancy Informatization

Du Lijuan
（KaifengFuxiang DistrictWater Conservancy Bureau，Kaifeng Henan 475000）

Remote sensing technology is to collect the electromagnetic radiation information of ground objects from man-made satellites,aircraft or other aircraft,and to identify the environment and resources of the earth.It has impor⁃tant value in use.This paper analyzed the connotation of remote sensing technology,expounded the development characteristics and trends of remote sensing technology,and put forward the application and problems of remote sens⁃ing technology in water conservancy informatization.In order to correctly understand the unique advantages of remote sensing technology in water conservancy information,to explore the correct development mode of remote sensing tech⁃nology in water conservancy information.

water conservancy informatization；remote sensing technology；application

TV21-39；TP79

A

1003-5168（2017）08-0045-02

2017-07-03

杜利娟（1972-），女，大专，助理工程师，研究方向：水利工程。