遥感技术在水文地质勘查中的应用探索

吴延明

摘要：我国北方大部分地区，地表水资源较为匮乏，人们生活生产用水大都由地下水资源提供。因此，提高地下水资源的勘察、开发利用是当地社会发展的必要条件。本文以此为主要研究方向，希望通过对地区卫星遥感数据分析，对一个地区的地下水位分布状况进行更为准确合理的评价、判断。本文全面论述了遥感技术在水文地质勘察中的应用原理，并对水文地质的遥感技术勘察结果进行细致的分析和解读。

关键词：遥感技术；水文地质；应用探索

本文利用新兴的综合性遥感技术作为探测数据来源，其原理主要是依据遥感器对地表物体进行探测，利用波谱的不同反应来识别地面上的各类地物。利用遥感技术对地下水勘察相关因素信息进行科学准确的评价、判断。通过对地表含水断层、线性构造、裂隙、地面湿度等信息，准确地评价一个地区的地下水资源。同时，微波遥感还能够直观的对地下潜水层进行探测，使地下水资源的开发利用更为全面、科学。

1.遥感技术应用概述

1.1遥感技术概念及特征

目前，人们对于遥感技术的普遍定义为从远处探测和感知事物和物体的技术的统称。因此遥感技术有以下几个特征。首先，遥感技术相较于其他探测技术来说，探测的覆盖范围较大。其次，遥感技术获取的探测数据，信息种类众多，手段多样，技术也相对先进。最后，探测信息表现大多是通过图像的形式来表现，获取探测数据信息方式更为直接、快速。同时整个探测用时也相对较短。

1.2遥感技术体系概述

遥感技术的应用体系一般为探测信息的获取、传输、解译和应用。其中信息的获取主要通过对地表物体波谱进行探测。通过专业的遥感探测数据传播设备和软件对初步信息进行传输，然后再对原始探测信息进行对比统计处理。信息的解译则是主要通过模式识别、模拟实验和地物分析等方法进行信息的细化。最后对这些经过解译的系统性数据信息进一步的应用加工。

1.3遥感技术水文勘察中具体应用流程概述

在水文勘察中，遥感技术的具体应用重视对地下水位有关的环境因素的综合分析，同时注重对遥感图像数据的处理方法。具体应用流程如下：

首先，对勘察地区背景进行必要了解，同时，确立明确的水文勘察目标。根据目标收集相关原始资料。其次，围绕勘察目标对遥感技术的相关原始资料进行分类。对各遥感资料信息进行细致的遥感图像信息处理。同时，根据各类信息不同的遥感图像波段，进行合成波段的合理选择。以此对各类遥感探测图像信息进行解译。然后，再加工各类相关资料信息的解译结果。综合分析地下水位的分布情况，根据土壤的水分、反射率、像元关系等原理，构建科学合理的地下水位分布模型。根据土壤水分以及地下水位分布模型，对单波段以及多波段地下水位进行详细估算。把估算结果和地区背景资料、历史勘察资料等进行对比，检验勘察结果。最后，构建更为全面合理的地下水位分布模型，进行详尽专业的勘察结论以及勘察土建制作。

2.水文气象条件概述

水文气候条件是影响地下水资源最为直接的环境条件。其主要包括地表水文条件以及气象环境条件。地表水文条件包括地区的河流、湖泊等地表水系环境，以及这些地表水系分布位置地表蓄水量。地区地表水系条件的优劣对判断地下水资源有很好的参考价值。气象环境条件包括地区降雨量、地区季节温度、风速等气候条件。降雨量也是判断地区地下水资源的重要参考依据。温度包括日照时长日照强度等，通过这些条件能够准确地判断地区水分蒸发情况。同样道理，也要对地区风速进行详细定量侦测。这些气候环境条件的数据获取首先要以年为单位，判断地区长期所处的气候环境。同时还要获取地区短期的气候环境数据。通过当前气候环境的变量来判断地区所处的水文气象条件。

3.地下水资源遥感勘察具体应用方法概述

遥感技术对地下水资源的勘察主要依赖于卫星拍摄的当地地形变化以及气候特征等因素信息，然后通过地质学解译标志进行处理。解译标志的方法大致可以分为两种。一种是直接解译标志，一种为间接解译标志。本文采用的是人机交互式的间接解译标志中的人机交互式解译方式。

首先，应该对地下水资源相关的地形地貌遥感图像、以及岩性构造、土壤植被、地表水系特征等进行遥感特征分析。其次，通过对遥感图像中光谱信息的提取分析，判断地层岩性情况。确定地区是否存在潜水含水层以及易存水性地层岩性构造。最后，通过数学统计学技巧以及模型学技巧等信息处理方法，对地下水位进行单波段和多波段的评估模型构建。同时，对评估结果进行进一步实测印证，确保遥感技术勘察数据能够更加准确的反映地区地下水资源分布情况。

4.遥感信息分析方法概述

本次所采用的信息数据分析方法主要通过对遥感图像的解译，再结合地区水质气象环境条件的探测以及对地区地形地貌的判断，对地层岩性以及具体位置信息的判断，最后，通过综合多波段模型呈现的水文数据的变化规律等信息，分析地下含水层分布情况。从而能从多个角度对影响地下水资源分布的各个因素进行具体判断。更加准确的对地区的地下水含水层数量、地下水储存量、地下水深度、水质、形成年代等进行分析，为开发利用当地地下水资源提供更加全面、科学的勘察数据。

5.遥感图像数据处理以及水文地质信息提取方法分析

5.1遥感数据类型的选取

由于不间断的遥感影像成像方式以及独特的对地物的表现方式，遥感图像数据也有明显的特征。因此，在进行遥感图像解析之前应该选择更为适合的遥感图像类型，然后再根据不同图像类型的地物波谱特性曲线来选择合适的解译波段。例如对于水体多采用TM1波段进行解译，岩性识别则一般会用TM5或TM1波段进行，而对于植被则采用TM2波段进行。影响遥感数据类型选择的因素主要包括环境因素以及解译目标等影响。首先，环境因素包括，遥感探测时间以及地形特点等。如对于地质、地貌等遥感数据的解译一般选择在冬天进行遥感影像探测。而对于植被的遥感探测多选择在春季和秋季。另外，考虑解译目标的面积大小以及时间跨度等因素的不同，所选择的遥感影像尺寸以及波段变化组合等也要符合解译目标的实际需求。

5.2遥感数据的处理

在遥感数据处理中，由于遥感数据特殊的传输处理方式，很容易对遥感数据在传输过程中或软件工具处理过程中出现对比度下降、几何变形等失真现象。因此，首先要对出现失真现象的遥感图像进行科学的误差校正，而误差校正要分两个部分进行。首先，对遥感数据辐射量的校正。遥感图像的辐射量主要是指图像的光谱辐射特征。光谱辐射特征会在经过大气层或传感设备本身是受到一定的影响而出现辐射量误差。因此，应该根据具体的数据对比、数据分析等手段确定误差的范围。然后通过对传感器的工作参数进行微调来校正这种误差。其次，遥感图像几何位置的误差。对于遥感图像像元位置的误差，可以通过以一个典型的准确的地物作为空间位置的控制点，根据控制点对地表坐标和遥感图像坐标进行统一校正。

5.3图像合成波段的选择

大多数勘察对象的地物组成成分都较为复杂，不同地质结构的遥感波段参数也不同，其表现出的光谱特征也有差异。同时，同样的地物在不同波段上所表现出來的光谱特征也不一样。因此，大多数情况下，都要选择遥感图像合成波段对地区地物组合进行全面分析。我们可以依据地区水文地质勘察结果以及图像数据提取目标、各种岩层光谱效应以及各个波段光谱信息等因素，综合考虑，选择更为合适的遥感图像合成波段。

6.结论

本文通过对遥感技术的应用特征以及应用技巧人手，对遥感技术在水文地质勘察中的应用流程进行了进一步说明。

本文认为在进行复杂地质环境的水文地质勘察工作时，可以应用遥感技术把水文地质勘察工作。通过对地物遥感图像的定量分析，对影响水文地质的各方面因素进行科学评析。继而更加准确客观的全面判定地区的地下水资源状况。

由于本人能力有限，缺乏遥感技术实际应用经验，对于遥感技术的应用知识系统和实践经验不足。可能会对遥感数据的解译过程出现一些不够严谨的理解。对于这方面的欠缺，希望能在今后的工作学习中得到补充。endprint