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遙感技術(shù)下水文水資源論文

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遙感技術(shù)下水文水資源論文

1.遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展

1.1RS技術(shù)在水資源保護(hù)方面的應(yīng)用

一是常規(guī)水污染監(jiān)測(cè)。通常情況下,當(dāng)水體遭受污染時(shí),其本身的顏色、透明度、密度以及溫度等指標(biāo)均會(huì)發(fā)生一定程度的變化,由此會(huì)直接導(dǎo)致水體反射率變化,這種變化在遙感圖像上會(huì)呈現(xiàn)出形態(tài)、色調(diào)、紋理以及灰階等特征的差別。為此,可以應(yīng)用遙感圖像對(duì)水體污染源、污染范圍、濃度、面積等進(jìn)行識(shí)別,同時(shí)借助遙感數(shù)據(jù)還能對(duì)水體污染進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。當(dāng)水體出現(xiàn)熱污染時(shí),受污染區(qū)域內(nèi)的水溫會(huì)高于其它水體,此時(shí),可應(yīng)用熱紅外影像對(duì)水體溫度進(jìn)行反演,借此來(lái)識(shí)別污染源、范圍、面積等信息,進(jìn)而監(jiān)測(cè)污染情況。二是突發(fā)性水污染監(jiān)測(cè)。目前,很多流域的水資源常常會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性水污染問(wèn)題,為確保飲用水安全,可在突發(fā)性水污染出現(xiàn)后,利用小型飛機(jī)或是衛(wèi)星等遙感影像數(shù)據(jù),對(duì)污染過(guò)程進(jìn)行追蹤,為污染物攔截排放方案的制定提供依據(jù)。

1.2RS技術(shù)在水文水資源調(diào)查中的應(yīng)用

(1)降水量監(jiān)測(cè)。通過(guò)遙感資料能夠獲取降水的空間分布特征,這種方法適用于一些雨量監(jiān)測(cè)站或是雷達(dá)觀測(cè)站比較稀少的地區(qū)。目前,可用于估算降水量的遙感信息源主要包括雷達(dá)、氣象衛(wèi)星以及航空飛機(jī)等等,其中雷達(dá)常被用于短時(shí)期局部地方價(jià)降雨量的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),而氣象衛(wèi)星則可對(duì)大范圍降雨進(jìn)行估算。雷達(dá)是微波遙感的重要組成部分之一,其主要是利用大氣層中的降水粒子對(duì)電磁波的吸收與散射作用,再通過(guò)對(duì)回波信號(hào)的處理,從而確定出降水粒子的后向散射能量,最后借助計(jì)算機(jī)便可計(jì)算出實(shí)時(shí)降雨量。在某些特殊的情況下,雷達(dá)很難對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效數(shù)據(jù),如云層較厚,此時(shí)可將雷達(dá)與衛(wèi)星兩種測(cè)量方法進(jìn)行結(jié)合,由此便可對(duì)降雨量進(jìn)行測(cè)定。

(2)蒸發(fā)量監(jiān)測(cè)。這是一種借助物理方法對(duì)地表能量與質(zhì)量轉(zhuǎn)化進(jìn)行勘測(cè)的手段。近年來(lái),隨著RS技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,使得蒸發(fā)量的估算日趨成熟。在對(duì)蒸發(fā)量進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中,可借助全遙感信息模型。例如,在對(duì)某水域的水資源進(jìn)行調(diào)查中,可以利用ERDASIMAGINE8.7系統(tǒng)中的幾何計(jì)算模型,確定檢查點(diǎn)的誤差,并借助野外采點(diǎn)數(shù)據(jù),在地圖上選點(diǎn)后,用數(shù)字化儀對(duì)控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行采集。

(3)地下水觀測(cè)。在水位勘測(cè)的過(guò)程中,地下水觀測(cè)是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié),由于各種因素的影響,觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。而RS技術(shù)的出現(xiàn)使這一問(wèn)題獲得了有效解決,應(yīng)用該技術(shù)可通過(guò)對(duì)地表植被和地形地貌等特征,間接獲得地下水的勘測(cè)數(shù)據(jù)。雖然采用RS技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行勘測(cè)時(shí),無(wú)法直接觀測(cè)到地下水,但是地下水反映在地表植被上的信息卻能夠借助遙感圖像進(jìn)行破譯,由此便可獲得相應(yīng)的水文信息。

1.3RS技術(shù)在洪澇災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用

洪澇災(zāi)害是自然災(zāi)害中波及范圍較廣、危害性較大的災(zāi)害之一,由此造成的直接和間接損失非常巨大。應(yīng)用RS技術(shù)能夠?qū)闈碁?zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),從而可以準(zhǔn)確確定出洪水的淹沒(méi)范圍和面積,為災(zāi)害的控制工作提供了可靠的依據(jù)。隨著RS技術(shù)的不斷完善以及新數(shù)據(jù)源的出現(xiàn),使該技術(shù)在洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面取得了一些進(jìn)展。如有些業(yè)內(nèi)人士應(yīng)用RS與GIS技術(shù),并以Radarsat影像為數(shù)據(jù)源,對(duì)我國(guó)淮河水情進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)內(nèi)澇區(qū)和淹沒(méi)區(qū)的災(zāi)情進(jìn)行了評(píng)估。

1.4RS技術(shù)在土壤水分及旱情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

所謂的土壤水分具體是指土壤自身的濕度或是土體當(dāng)中的含水量,它是地表水與地下水的連接紐帶,一旦土壤水分大量流失,便會(huì)引起干旱。現(xiàn)階段,很多專家學(xué)者都將研究的重點(diǎn)放在了RS技術(shù)在土壤水分與旱情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用上,并提出了多種土壤水分的監(jiān)測(cè)方法,依據(jù)遙感光譜波段,可將監(jiān)測(cè)方法分為兩大類:

(1)光學(xué)遙感。主要是指利用可見(jiàn)光、近紅外、熱紅外對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此類監(jiān)測(cè)方法的算法較多,常用且比較成熟的有熱慣量法、植被指數(shù)法、作物缺水指數(shù)法等等。

(2)微波遙感。由于微波本身對(duì)云層具有較強(qiáng)的穿透力,并且不會(huì)受到光照條件的限制,最為重要的是長(zhǎng)波段的微波可以穿透植被并對(duì)土壤有一定的穿透能力。所以,可利用微波遙感對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中,微波遙感分為兩種方式,一種是被動(dòng)式,即通過(guò)微波輻射計(jì)獲取土壤的亮溫溫度,在借助相應(yīng)的模型反演土壤水分;另一種是主動(dòng)式,即借助土壤本身的介點(diǎn)特性與含水量的關(guān)系對(duì)土壤水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1.5RS技術(shù)在水域解譯中的應(yīng)用

為水域解譯的具體流程。由于水資源本身具有低反射率與較強(qiáng)的紅外波譜吸收特性,故此在遙感衛(wèi)星影像當(dāng)中,其特征更加明顯。表物解譯結(jié)果。

2.結(jié)論

在未來(lái)一段時(shí)期,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有的RS技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善,并努力開(kāi)發(fā)一些新的技術(shù),從而逐步擴(kuò)大遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍,這對(duì)于解決我國(guó)緊缺的水資源問(wèn)題具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

作者:丁增揚(yáng)平 斯郎澤仁 單位:西藏昌都地區(qū)水文水資源分局