遙感技術在水文水資源中的應用

王 銘 孫 丹 趙莉祺

（1.河南省洛陽水文水資源勘測局，河南 洛陽471000；2.汝陽縣三屯鎮東堡小學，河南 洛陽471200；3.林州市水務局，河南 林州456500）

遙感技術有很強的綜合性，它在電磁波相關理論的基礎上，利用傳感器來進行電磁波信息和遠距離輻射的分析，經過收集整理后，將獲取的影像集合，并對各種景物進行探測、識別。遙感技術所應用的范圍比較廣，包括對氣象的觀測、對地形的勘測、地圖的測繪以及資源考察等方面［1］。

1 遙感技術在水資源勘測中的作用

1.1 遙感技術在地表水勘測中的應用

在劃分地表類型時，估測區范圍普遍較為廣闊，地貌形態復雜多樣，為了使地貌類型簡化，同時顧及地表產流受地貌影響的差異性，以衛星圖像為基礎，把估測區內劃分為平原區、黃土高原區、低山丘陵區及中山區四大類型。對于地表巖性，根據遙感圖像巖性地層解譯的結果，為了兼顧各種巖性在透水性能上的差異，簡化估測區的下墊面類型使其具有普遍性，對共性特征進行組合后有以下幾種類型：①由黃土和第四紀沖洪積物組成，透水性強；②由砂巖和砂礫巖等組合成，孔隙裂隙致結構比較松散，透水性強；③主要為碳酸鹽巖，透水性能強；④由砂巖和砂泥巖組成，透水性能比較一般；⑤由巖漿巖和變質巖組成，透水性能比較弱。

1.2 遙感技術在地下水勘測中的應用

在勘測地下水時，應用遙感技術對勘查區域中的各種地質要素進行解譯并加以提取，再與多信息和多科學的綜合分析相結合，可以得出相對客觀、系統的區域內地下水分布特點以及水文地質條件的結論。對于分布在第四紀松散地層中的孔隙潛水，一般情況下，地貌、地質構造及植被覆蓋等水文地質要素都與其水文地質條件有著極大的聯系。根據遙感圖像上影像的形態、結構及色調等特征對這些要素進行提取，可以在明確相對富水區、找出含水層位置及判斷其他邊界條件方面得到理想效果。以此為基礎，結合其他勘探資料，可以對地下水資源做出較準確地評價［2］。

2 遙感技術在水資源保護中的作用

2.1 遙感技術在水環境監測中的應用

遙感技術對水資源環境的監測是通過監測水源以及其污染物的光譜信號變化來進行的。實踐中已有很多專家學者用遙測的方法來估測水質參數，從而達到監測水體污染情況的目的。我國在這方面也有許多實例，曾陸續對海河、大連海、珠江、長春南湖、渤海灣、蘇南大運河、于橋水庫等大型的水體，應用遙感技術進行水質監測，并對油污染、溶解性有機物污染以及富營養化等課題進行了研究。其中利用水質參數中的葉綠素和富營養化兩者之間的聯系，對水質污染和富營養化程度進行了研究，分析遙感資料后通過估算水體中葉綠素a的濃度，建立葉綠素a濃度和水體光譜反射率兩者之間的關系模式，劃分出了溶解性有機物的污染區域。

2.2 遙感在富營養化研究中的應用

在利用遙感技術來進行水體富營養化研究的領域，我國的相關研究人員也進行了一系列的研究工作。科技工作者對水體富營養化進行研究，得出的結果顯示，通過對單波段和多波段的因子進行組合以及對主成分進行分析等方法，可以使對遙感信息的利用更加充分，從而得到更加精準的預測結果。同時，利用遙感技術能夠預測水體富營養化的發展趨勢。

3 遙感技術在水文水資源中的應用

3.1 遙感技術在降水中的應用

利用遙感資料能夠獲取降水在空間中的分布特征，尤其是在降水量站或雷達觀測站比較稀缺的區域。航空飛機、氣象衛星以及雷達等都可以成為估算降水量的遙感信息來源，其中在估算大面積的降雨量時多利用氣象衛星，對局部的短期降雨量進行預測時多用雷達。雷達屬于微波遙感中的一種，大氣中游離的降水粒子對電磁波有一定的吸收、散射作用，所以，雷達在此基礎上對回波信號進行分析處理，判斷在采樣的空間體積里降水粒子進行后向散射時的能量，再通過計算分析出地面的實時降水量。因為有云層的阻礙，不可能直接利用衛星來開展降水量的測定工作，但將傳統的地面觀測技術與氣象衛星技術綜合起來進行降水量估算是可行的。

當前，各國利用衛星數據來進行降水量預測的常用方法有形狀分類法、極限法、云層指數法、綜合方法等。航空飛機遙感屬于被動式的遙感，它是一種氣象專用飛機，在實際操作中要深入到云層內部以及在云體周圍做各種飛行，能夠測量出不同的雨滴、云滴與冰晶粒子以及它們的分布。現代的氣象探測飛機使用計算機系統對各種資料進行處理，可以將航空飛機探測獲取的大量數據信息自動收集、記錄下來并顯示出來。

3.2 遙感在區域蒸散發中的應用

區域蒸發是區域水量與能量平衡的重要組成部分，它包含植物蒸騰、水面蒸發以及土壤蒸發幾個方面的內容。在遙感技術的應用中，應用遙感技術進行蒸散發的估算已經成為熱門研究話題，利用遙感技術來預測蒸散發的基礎是能量平衡理論。遙感技術在蒸散發研究中的應用方法主要有能量余項法、統計經驗法、全遙感信息模型法及數值模型法這四類。國內學者對遙感技術在區域蒸散發方面的應用也做了許多的研究。

3.3 遙感在徑流及水文模型中的應用

雖然河川徑流不能用遙感技術直接進行測量，但是利用水文模型，遙感技術能夠間接地估測河川徑流。遙感技術是信息源的一種，它能夠提供水系水體、地形地貌、地質土壤、地表植物土地利用等很多與地面相關的信息，也能夠用來測定土壤含水量、估算水分蒸發量等。在國內遙感技術在水文模型和徑流方面的研究，主要是運用遙感技術取得水文模型。在早期，國外的研究中主要是通過遙感資料來提取流域的地物信息，并對水文模型參數做出估算，再對土壤進行分類，或是利用經驗性模型來估算融雪徑流以及損失參數等。

3.4 遙感在水土保持中的應用

對水土流失和土壤侵蝕進行監測、調查和評價，對水土保持工作的開展，有著非常重要的作用，當前，研究水土保持的重要技術方法就是遙感技術。遙感技術在區域水土流失和土壤侵蝕的研究工作中起著不可替代的作用。水土流失研究內容包括對水土流失定量的研究以及監測土壤侵蝕的動態情況［3］。

4 結語

在遙感技術不斷快速發展的進程中，高分辨率和多時相、多平臺的遙感信息數據不斷出現在我們面前，怎樣才能將這些豐富的數據充分應用于水文和水資源的領域中成為目前重要的研究課題。但同時，我們也需要兼顧傳統的觀測方式，將傳統觀測技術與遙感技術很好地結合起來，互相取長補短，以應用遙感技術更好地解決水文和水資源中的問題，使水文和水資源科學更上一層樓。

［1］范偉，荀尚培，吳文玉.應用氣象衛星MODIS識別薄云覆蓋下的水體［J］.大氣與環境光學學報，2007（1）：73-77.

［2］姜哲石.遙感技術在水文水資源領域中的應用分析［J］.才智，2011（34）：38.

［3］劉鋼，彭群生，鮑虎軍.基于圖像建模技術研究綜述與展望［J］.計算機輔助設計與圖形學學報，2005（01）：18-26.