遙感技術的發展對于水利工程設計規劃模式的影響

李春暉

（新疆水磨河流域管理處，烏魯木齊 830000）

1 遙感技術發展的特征和對水利發展的實用意義

遙感技術，是20世紀七八十年代以來，逐漸被廣泛應用于各種領域的技術。主要通過利用多種空間技術，采集地球多個方面的具體數據及其變化信息，為多種不同的需要提供數據信息的現代技術手段。遙感技術，一般是指遙遠的感知的理解，主要通過飛機、飛船、衛星等航空飛行器，安裝利用各種波段的遙感器，通過這些飛行器在飛行運動過程中對地球表面和大氣層等領域進行攝影、掃描、信息感應，以達到識別地面各種物態、物體的性質和狀態的技術，當前的遙感技術發展的相對成熟，已經被廣泛地應用在軍事、農林、國土、海洋、生態環境、水利、航天、氣象、地質、礦產、考古、測繪、旅游等諸多領域，逐漸改變著人們的傳統生產、生活方式。遙感技術能夠快速、高效、全面、立體、的探明地上和地下的諸多信息，為現代的地球資源探測、地質災害分布情況以及水利工程等設施的環境與具體分布、農林業發展提供當前的參數信息。

因而遙感技術的發展對于水利工程設計規劃模式具有深遠的影響。一方面，遙感技術為其提供了全面的數據參數和整體狀況具體數據，有助于水利設計的整體規劃的科學性，使得任何一種設計方案都必須具備整體性意義，第二方面是這種遙感技術能夠為現代技術手段的水利設施規劃和建設提供先進的各種數據保障、進行三維顯示、成像效果模擬，以及在施工過程中各種具體進度方面的實際數據，保障其精確性；第三方面是遙感技術對于數據化、信息化建設具有重要的意義，它直接改變了人們的傳統作業手段和規劃模式，改變了水利工程設計規劃的效率，因而是當前各種技術無法企及、替代的，他的廣泛影響以及使得對于推進各種現代信息化的水利工程設計和施工，都具有重要的意義。

當前，遙感數據源正向著更高光譜分辨率和空間分辨率方向發展，更大限度的提高了獲取需要信息數據的準確性和精確性，在處理這些獲取信息方面的具體技術也發展的更為成熟，能夠實現數據的精確和微小誤差；在生活生產中的具體應用方面，也實現了這種可控性發展，在結合地理信息系統（GIS)和全球定位系統（GPS)的基礎上，遙感技術的信息技術正朝著系統化，定量化的深層方向發展，能夠對其需要的相關數據進行更為精確的信息處理。遙感技術的廣泛應用，當前已研制出相對成熟的機載地物光譜儀、多光譜掃描儀、成像光譜儀、真實孔徑和合成孔徑測試雷達、微波輻射計等高性能、高技術的傳感器，為推動我國在測繪、水利監控、環境保護等方面的掌控提供了具體可靠的相關數據，為其發展模式的轉變提供了契機。

科技的發展，不僅包括需要對科技人才的培養、使用，還需要對科技人才進行創新意識的強化。在遙感技術日益發展的當下，在水利工程設計與規劃中充分的運用現代科技帶來的高效與準確外，還需要對其進行廣泛的創造性使用與推廣，以推動設計規劃人才與具體技術施工人才的工種結合，對傳統的工作思路與模式進行轉變。具體的說，水利工程的設計與規劃需要考慮以下方面的具體問題：居民分布、流域分布、災害地帶狀況、建筑物情況、農林業的狀況和自然環境、污染因素、突發性事件等諸多的相關信息。在對各種信息資料進行權衡的基礎上再結合著水文、水利、水質等具體的水利方面內容進行水利工程的設計與規劃。而操作這些數據進行分類、集成和最后的信息處理、三維圖像的顯示以及實際效果模型的生成，都體現出了現代技術手段的功效，也是對每個設計員的考驗之一。

2 遙感技術的發展對水利工程設計規劃模式的影響

第一，在運用遙感技術時，可以使用圖像分類的辦法，獲取水利工程設計規劃所需要的詳細、具體的信息，通過這種手段對設計中需要注意的事項和需要解決的問題等信息進行集中處理，通過這種處理使得各種數據進行自動分類，提供設計規劃中所需要的精確信息。并組織設計人員和技術人員在此基礎上根據設計組在水利工程設計規劃中，對具體應用的區域、部門等進行具體目的的分組，每組可以根據需要選取特定區域的遙感數字信息，諸如圖像、數字等，在具體需要的圖像的選取中，通過具體圖像的空間分辨率、光譜分辨率以及信息的成像時間和質量等問題進行探討，保證所用信息圖像的精準性，必要情況下，還可以考慮使用其他必要的設備和科技手段進行數據的前期驗證與對成像圖像進行后期跟蹤處理。各個設計小組和不同的部門在根據研究區域，收集、分析遙感技術獲得的地面參考信息與水利工程設計規劃的相關數據的基礎上，還可以與衛星地面站合作的方式，對數字圖像進行包括輻射校正、幾何校正，以確保水利工程數據的絕對精確。

這些數據中包括地面信息數據、地面物態位置數據、環境保護數據、水利工程設施數據和農林水利方面的數據等，因而需要將其具體的情況進行三維技術的圖像化和模型展現，以確保數據的直觀。運用遙感技術，可以使得水利工程設施區域的環境監測得到體現，這也是在具體施工過程中和工程完成后產生的影響所必須進行事先評估的事項。使用遙感技術既可整體的觀測空氣質量、土壤類別、植被分布和具體的水文水質狀況，在作為工程設計前考慮環境狀況的數據的同時，還可以為周圍的農林業等規劃提供決策依據。在某些特殊時刻，還可以實時快速的跟蹤和監測，對于突發性的環境污染尤其是在水利工程項目施工過程包括從具體的備料到施工再到最后的使用過程中可能出現的各種突發事件，能夠及時掌握信息，及時實施處理，減少經濟損失和人員傷亡。

在工程的設計與規劃中，需要利用遙感技術進行監測自然災害和災害地質狀況，需要用遙感技術對當地、流域的暴雨、水土流失、植被破壞以及地震活動狀況和泥石流、山體滑坡等具有重大破壞性的地質災害進行必要的調查，對水利工程設計規劃的周圍區域、流域狀況進行具體的監測，也都非常有必要。尤其是在設計一些大型、具有重要戰略意義和民生意義的重大水利工程項目時，必須充分利用衛星預測地震技術對其地質材料進行精確分析，運用遙感中的電磁波輻射和電離層異常監測、紅外輻射監測以及衛星重力監測等對地質、地理、地域進行細致的研究與判斷。此外，也還需要用其他的技術手段對遙感技術反饋生成的具體圖像進行分門別類的分類，通過這種分析研究各項參數、數據的辦法，以及對各種數據進行比較研究的方式，彌補各種分類中的不足，然后根據實際的分類要求和所需要的圖像數據特征，進行高效的優先選擇。這些不同的技術分類法，可以有效的適用于多種不同的狀況，可以對其進行高效的比較、選擇與組合，確保獲取信息與參數的絕對可靠和最小誤差值，將因為技術原因造成的損失降到最低限度。

運用遙感技術提供的數據信息，還可以進一步進行生成三維的精確圖像，并在此基礎上，對水利工程設計規劃所需要的具體數據、各項工程需要的實際信息與圖像等進行復制、模擬以及模型表現。尤其是對非常重要的項目，可以進行模型制作和系列的展現，以提升設計中的直觀性與進行各種場合的講解與說明中的操作性能與便捷性。而對這些遙感技術信息的生成物進行技術操作，還必須依賴于多種技術的合作和數據的彼此交換，因而提高了設計人員合作中的操作性難度。

對上述的水利工程所需要的數據和要素把握，已經不是原來傳統設計模式所能應對的，這些數據量的特點是，復雜、精確、龐大。必須有計算機技術在遙感技術提供多方面數據的基礎上進行輔助處理，沒有對各種信息的綜合處理與最后的分類處理，技術人員和工程師們會很難精確的把握這些信息，并在水利工程的設計中進行精確的反映，從而給各方面的環節帶來隱患或在施工中的問題。現代水利工程越來越具有高精尖的科學特點，無論是水利設施還是水利工程所運用的材料、設備及其所發揮的作用，都展現出這一特點，傳統的水利工程設計規劃思路，很難滿足這些需要。設計組的技術人員這時已經遠不是設計員，而是集設計員、信息處理員和設計操作員為一體的綜合型技術人員，對其跨學科、跨領域的知識要求與綜合考慮問題的能力、抽象能力等個人素質都提出了很大的挑戰。

遙感技術的迅速發展，已經把人類社會帶入了一個數字化、信息化、立體化的社會，運用遙感技術的全方位和全天候的觀測，可以大大提升人們的作業效率，改變人們傳統的工作思路與模式，水利工程的設計與規劃尤其是一些重大項目的水利設施，必須運用遙感技術提供的精確數據和三維圖像數據進行高質量的、綜合性的設計與規劃。當前，遙感技術領域已經向深入的方向發展，已經在遙感平臺、傳感器研制、系統集成等研發領域，產生了積極的效果和意義。

[1] 王照利、黃生、張敏中、馬勝利《森林資源調查中SPOT5遙感圖像處理方法探討》，發表于＜陜西林業科技＞2005 No.1 P.27-29，55

[2] 任源，楊曉晶. 遙感技術在現代環境監測與環境保護中的應用. 環境保護科學第33卷第3期，2007

[3] 王旭，徐永花，李莉. 遙感技術在環境科學領域的應用及其發展趨勢. 地下水第29卷第3期，2007

[4] 施益強，陳崇成，陳玲. 遙感技術在環境科學與工程應用中的進展. 科技導報，2002

[5] 徐鐵兵. 3s技術集成及其在環境科學中的應用. 河北環境科學第3期，2002