試論水文水資源遙感研究中的若干問題

顧春鋒

(江蘇省水文水資源勘測局揚州分局， 江蘇 揚州 225002)

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試論水文水資源遙感研究中的若干問題

顧春鋒

(江蘇省水文水資源勘測局揚州分局， 江蘇 揚州 225002)

當今社會，由于科技的發展，遙感技術已廣泛地應用到各個領域，它的出現為水文水資源研究做出了巨大貢獻。縮短監測時間、拓寬監測地域，節省人力資源，是其極大的優點。它不僅高效地提供了數據信息，更便利了人們的生活。本文從遙感技術的概念、特點及發展狀況入手，在介紹國內外水文水資源遙感應用的情況下，指出我國水文水資源遙感存在的問題，并在此基礎上提出解決措施，指出水文水資源遙感的未來發展趨勢。

水文水資源； 遙感技術； 存在問題； 發展趨勢

遙感技術是科技發展的一項重要產物，它的出現為人們研究水文水資源提供了一項重要的技術手段。水文水資源遙感技術的廣泛應用，高效、準確地為人們提供數據信息，對于水文水資源的研究工作具有重要意義。

1 水文水資源遙感技術的概念、特點及發展情況

1.1 遙感技術的概念

遙感技術主要以電磁波的相關理論為依據，分析、記錄和收集由電磁波輻射或是反射遠距離物體的具體信息，最后將這些電磁波信息處理成影像，依據此信息對地面上的不同景物進行科學準確的探測，來滿足人們現實生活中的不同需求。它是一項綜合性較強的探測技術，主要應用于資源探測、地面勘測、氣象觀察等領域。

1.2 水文水資源遙感技術的特點

相較于其他探測技術來說，遙感技術具有高速度、高質量、極強的功能性的特點。將其應用在水文水資源領域中，不僅可以高效地獲得大量有力可靠的數據信息，還可以節省人力資源，減少工作程序，縮減工作時間，提高工作效率。

1.3 水文水資源遙感的發展情況

遙感技術在我國已有幾十年的應用歷史，從20世紀60年代開始我國就有了對水文水資源遙感的研究。20世紀70年代遙感技術開始應用于水質監測，因其在監測水質、探測洪水起伏等方面為人們提供了大量、有效的信息，贏得了人們的廣泛關注并開始重點探究。隨著科學技術的不斷發展，人類活動引起的水圈和地球環境的變化，更需要遙感技術在水文水資源領域的廣泛應用。

2 水文水資源遙感的應用現狀

2.1 我國水文水資源遙感的應用

水文水資源遙感技術在我國的應用主要表現為直接應用和間接應用。直接應用指通過遙感技術直接對水文變化進行監測并作出判斷；間接應用則是將傳遞、接收到的信息通過公式等方法計算出來得出相關數據。具體應用在以下方面：

2.1.1 降水量、蒸發量的監測

水文水資源遙感技術通過衛星、雷達的相互配合，準確地監測出陸地的降水量情況。微波遙感的重要環節是雷達監測，它通過降水粒子對電磁波的影響來預測雨量，為雨量站提供準確的數據信息，其監測功能更適用于雨量較少、周期較短的局部地區。如遇降水量較大時，降水粒子比較密集，單純的雷達監測不能夠提供正確的雨量數據，此時就需要衛星的協同探測。航空遙感是其主要手段，它通過對大氣云層及其周邊粒子分布情況的觀察，為水文研究人員提供大量準確可靠的數據源，為他們的工作提供便利。

監測蒸發量主要是監測土壤、水面、植被這三方面水量的蒸發情況，通過質量與能量在物理方面的轉換來提供準確的蒸發量數據信息。統計經驗法、能量余項法與全遙感信息模型法是通過衛星監測收集蒸發量的主要計算方法。因模型多層的特點，土壤也被劃分為相應的層次來監測、計算蒸發量。植物蒸騰模型的出現有力地解決了非均勻地面環境下蒸發量的計算問題。

2.1.2 徑流量的監測

因徑流量自身的復雜性，對其監測也具有一定的難度。遙感技術只能對土壤、地表、植被、水體等進行數據監測與收集，不能直接完成對徑流量的監測。人們需要將水文氣象站、衛星遙感技術及水文模型共同獲得的數據加以分析、整理，進而估算出徑流量。近年來不斷發展的新型計算方法為實現對徑流量的監測提供了便利。

2.1.3 地表、土壤濕度的監測

地表水域的不斷變化對判斷水域的變化起著重要作用。根據水對近紅外線和中紅外線吸收能力強、土壤和植被對近紅外線和中紅外線反射能力強的特點，通過紅外灰度圖或多光譜掃描圖就能清楚地將水體和土壤植被區分開來，這是遙感技術實現對地表水域變化的監測功能。

土壤濕度也稱土壤水，是地下水與地表水的中間元素，可通過光學遙感和微波遙感來完成對其的監測。

2.1.4 地下水的監測

當前水資源短缺，地下水是十分寶貴的資源，及時準確地掌握地下水水資源情況對水文研究工作者來說具有重大意義。遙感技術通過與地下水模型的有機結合，可以有效地對地下水的蒸發量、補給能力及是否能滿足灌溉水平做出定性定量分析計算。即使在缺乏地形數據的情況下，通過遙感技術也能準確地估算出地下水的灌溉需求量及補給量。

2.1.5 水質的監測

懸浮泥沙、葉綠素、含沙量、化合物、營養物、熱釋放等的變化都會使水質發生變化，它們產生的可見光和熱改變著太陽能量光譜或水面的熱輻射。遙感技術利用這一光譜特性與水質變化參數間的關系來監測水質的變化。它不僅可以在空間上實現監測，還可以實現時間上的監測，在改變水質，尤其對于水質污染問題具有高效可行的作用。

2.1.6 洪水等災害的監測與預報

對于水文水資源的研究遙感技術起到了不可或缺的作用，正確地運用這一技術，不僅可以監測地表水、降水量、蒸發量等，還可以有效地應對洪水這一問題。遙感技術對降水量的實時監測獲得的數據及分析得出的降水分布圖，可以轉換成水文氣象數據和徑流水位圖，將這些數據有效地整理、分析就可以有效地應用于人們的生活。對洪水發生的預報，有助于人們提前做好應對洪水的準備措施，減少其帶來的損害。有效地預報洪災，可以使人們有足夠的時間將部分洪水應用于農田的灌溉中，這樣不僅實現了可用水資源的節約也在一定程度上降低了洪澇的危害程度。另外，遙感技術還能夠通過有效地監測侵蝕土壤的因素，如降水量、植被、人文因素等來控制土壤侵蝕狀況，利用得來的數據信息有效地為防治水土流失提供依據。

3 水文水資源遙感存在的問題

3.1 水文水資源遙感的監測能力較低

雖然遙感技術在我國水文水資源中占有重要的地位，對降雨量、蒸發量、地表水、水質、洪澇等起著重要的監測作用，但我國在水文水資源方面對遙感技術的應用水平較低。遙感技術的監測只是應用在局部地區，監測對象發生較大變化時能做出較快的信息識別，對于細微的變化還存在監測死角，數據的缺失現象不可避免。這在很大程度上不利于人們獲得準確的數據信息，不能獲得水文細小量變的第一手資料，從而無法起到及時預報功能。

3.2 獲取的數據信息并非都具有實用價值

遙感技術在節省時間和人力物力上具有無可比擬的優勢，它可以迅速收集大量數據信息。但是其收集的數據信息比較龐大，沒有針對性，需要從中選擇出所需數據來為我們的實際生活服務。

3.3 我國對水文水資源研究基礎較差

想要更好地利用遙感技術為水文水資源研究做出貢獻，必須要充分了解水文水資源的特點。只有這樣才能更好地將遙感技術應用到實際研究中。我國對水文水資源研究從基礎上的生態水文方面就較薄弱，生態水文是水文水資源發展過程中的重要方向，只有做好對它的研究，才能更好地抓住我國的水文水資源特性，更好地應用遙感技術為其監測、預報。

3.4 人工作業與遙感技術相分離

遙感技術盡管在時間和空間上存在著較大的優勢，但是不能因此而忽略與人工作業的相互配合。通過遙感技術獲得的監測數據并非全面且準確無誤，它有時也會存在數據缺失等現象，這就要求人工測量的數據作為補充。另外對于一些重要的數據信息需要人工通過其他數據信息進行驗證與核對，才能加以利用。因此，在實際生活中，需要人工與遙感技術的相互配合。

3.5 水文水資源遙感信息共享性差

信息共享已成為全球發展的趨勢，對水文水資源遙感技術的信息共享也不應例外。建設和完善水文信息技術平臺不僅可以節約資源，更有利于對水文水資源遙感技術的研究。但由于資金、技術等投入的不足，水文水資源遙感技術信息還具有明顯的地域性、局限性，各水文站不能及時地進行信息交換，信息難以共享。

4 水文水資源遙感問題的解決措施

4.1 加快水文水資源遙感新方法的應用，提高監測水平

由于對水文水資源遙感技術的應用長時間地拘泥于陳舊的方式方法，不能及時將新技術應用于實踐中，導致其監測能力下降。這就要求我們隨時觀測外界水文的變化，將變化及時作用于水文模 型上，研究出新的監測水文水資源的遙感技術。

4.2 加大人工作業與遙感技術的配合

要充分意識到人工作業對水文水資源遙感技術的重要作用，遙感技術雖然先進、省時省力，但是由于其分辨率的差異，并不能將所有數據信息呈現出來，偶爾的數據丟失也是常有的現象。全面準確地把握水文水資源變化情況，仍需要人工的實際測量。只有將二者較好地結合，以己所長補其所短，才能更好地為人們服務。

4.3 加強水文水資源遙感技術的信息共享

信息共享，能使人們在有限的空間和時間中獲得更有效的經驗方法。對于水文水資源遙感的研究更需要信息的分享，有些較為常見的監測與預報遙感技術都能較快、較準確地提供數據。但是，對于一些罕見的水文監測信息，需要在大量的實驗、對比、驗證的基礎上才能夠形成，信息共享就十分重要，可以使其他地區快速地對此水文變化做出探測與應對。

5 結 語

水文水資源遙感技術的深入應用，已廣泛影響著人們的生活。它不但縮短了人們對水文資源的探測時間，更突破了人們難以監測到的地域空間領域。雖然其自身存在一些缺陷，但隨著它的逐步完善發展，必將會對人們的生活發揮更大的作用。

[1] 馬奕，胡坤.遙感技術在水文水資源領域中的應用研究進展[J].黑龍江科技信息，2014(5).

[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).

On some problems in the study of hydrology and water resources remote sensing

GU Chunfeng

(JiangsuHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauYangzhouBranch,Yangzhou225002,China)

Currently, remote sensing technology is widely used in various fields as a result of the development of science and technology. It makes huge contribution for hydrology and water resources research. It has major advantages of shortening time, broadening the monitoring area and saving human resources. It not only provides data information efficiently, but also facilitates people’s life. In the paper, problems in Chinese hydrology and water resources remote sensing are described from the aspects of remote sensing technology concept, characteristics and development status under the condition of introducing application of remote sensing in China and foreign hydrology and water resources. Solutions are proposed on the basis, and future development trend of hydrology and water resources remote sensing are proposed.

hydrology and water resources; remote sensing technology; existing problems; development trend

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.012

TV213.4

A

2096-0131(2016)04- 0038- 03