水利信息化中遙感技術的運用及問題分析

王銀鈴

（開封市祥符區水利局，河南 開封 475000）

水利信息化中遙感技術的運用及問題分析

王銀鈴

（開封市祥符區水利局，河南 開封 475000）

本文首先介紹遙感技術發展的特點，分析遙感在水利工程中的發展以及在水利各個方面保持的現狀，并就水利信息化中遙感技術的發展進行闡述，旨在闡明遙感技術在水利信息化中的重要性。

水利信息化；遙感技術；重要性

遙感經歷了多個發展階段，包括地面、航空和航天遙感等發展階段的對地面的一種觀測技術，這是一種綜合性技術。之后誕生的航天遙感拓寬了人們觀測地面的視野，同時增加了對地球信息獲得的手段，同時也將遙感運用到了各個領域，如土地、植被、水文、海洋還有地質等，在這些領域中，遙感得到了充分利用。隨著信息技術不斷發展，我國水利信息化建設也使用到了遙感技術。遙感在水利信息化建設中的運用包括水利綜合建設運用，水利信息基礎建設和其他重點工程等，并且都起到了重要的作用。

1 遙感技術的發展特點

1.1 獲得遙感數據的手段更多樣和細致

隨著現代社會的發展，航天領域、信息技術和計算機等各個方面都得到了快速發展，所以獲得遙感數據的手段比起以前來說就更加多樣和細致。遙感的多樣化主要體現在兩個方面，即遙感平臺和傳感器的多樣化以及觀測角度的多樣化。從遙感平臺這個方面來說，從以前傳統的載人飛機、低地球軌道衛星，發展到現在的無人機、中高軌道衛星，并且還增加了航天飛機和國際空間站等其他特殊的平臺。與此同時，傳感器的系統也在不斷完善，從最初的攝影系統、被動傳感器、光學傳感器到現在先進的掃描系統、主動傳感器、微波傳感器等。遙感的細致化體現在對數據的采集更加精確和密集，其中就包括對空間維、時間維、光譜維和角度維數據的采集，并且現在的采集能夠得到更加完整的信息［1］。

1.2 對遙感數據的處理更為自動化

隨著現代技術的發展，通過遙感技術能夠更加快速地獲得大量的信息，這也就表明遙感技術在處理數據時應該盡可能地避免人為因素的影響，由此提高數據處理的速度及效率，同時處理遙感數據的過程應該盡早實現自動化。遙感技術的研究人員為了能夠使遙感數據處理得更自動化，做了大量的研究工作，因為不同的數據所涉及的算法是不一樣的，因此這其中包括了幾何校正、輻射校正、專業模型與算法等環節。所以，研究人員就需要先為遙感數據制定統一的數據標準，形成海量的遙感數據庫，之后就要建立普遍適合的遙感幾何模型，開發適合自身實際情況的數據處理算法，最后還要為遙感數據建立一個共享框架，實現關于遙感技術信息的共享。

1.3 遙感技術的應用拓展

遙感技術的應用隨著科技的發展其廣度和深度都得到了大幅度增加，其影響力也在日漸加深。不斷發展的遙感技術已經與很多的應用模型對接，其中包括資源環境、海洋、農業以及全球氣候等應用模型，借助集成地理信息和空間定位等工具，遙感為全球環境變化、規劃社會發展和輔助政府決策以及建筑基礎設施提供了可靠的信息。遙感技術的范圍擴大到固體形變監測等，且不只這些方面，遙感技術還應用到了新的領域，如考古、疾病、犯罪等新領域。

2 遙感在水利信息化中應用的現狀

信息化是當今社會發展的趨勢，水利信息化就是指在現代信息技術的基礎上開展的水利事業，從而提升水利工程的效率的過程。水利信息化是當今社會發展的產物，在水利信息化發展的過程中，水利與遙感的結合發展也有30年歷史了，并且遙感技術在水利信息化過程中的應用更是得到了快速發展，從而取得了很好的成果。相關規劃指明，要大力發揮遙感在水利信息化中的作用，促進新技術、新方法的誕生［2］。遙感對于水利信息化來說，不僅僅只是作為獲取數據的一種手段，而是作為一種綜合技術的存在，是集數據獲取、處理、分析和定量表達的綜合。

2.1 對水文水資源的監測

遙感技術在水利信息化中被廣泛運用，其中包括地表水調查、水文地質調查和水資源評價等方面。對于水資源來說，使用遙感技術會比以前傳統的方法更快捷，而且更加全面，收獲更大，投入的人力、物力比之以前都小得多，監測范圍越大，這方面的優勢越明顯。

2.1.1 調查地表水。通過光學或者是雷達都能夠捕捉到河流、湖泊的圖像，因為河流和湖泊是水體性質，而且它們與一般陸地表面的物理差異比較大。但是，水體發生變化的時候，如出現含沙或水深發生變化時，圖像就會發生變化。再者，濕地受到了植被的影響以及受到土壤反射的干擾，這樣的圖像就不準確。面對這些復雜的情形，就出現了如閾值法、水體指數法、分類法、形態學發以及綜合方法等的計算機自動識別方法，并且這些方法在不同的地方取得了不錯的效果。為了達到動態監測的目的，遙感圖像在不同時間不同地區進行配準，就可以監測到地表水資源的變化過程。

2.1.2 調查水文地質。通過遙感數據找尋地下水資源是一種重要的途徑，也是確定位置的主要依據。通過遙感圖像可以直接顯示出地下水在地表的形態。眾所周知，地下水為植被的生長提供了條件，其土壤濕潤，因此生長得比較茂盛。植被覆蓋區域和地表裸露區計算土壤水分是不一樣的，前者是通過植被的發育狀況或者植被的蒸騰作用來計算土壤水分，后者是計算地表熱慣量反演土壤水分。另外，獲取高分辨率土壤水分數據可以通過微波遙感。

2.2 水環境監測中的遙感

2.2.1 葉綠素含量。監測葉綠素含量是為了了解水體中浮游生物的分布指標，同時也是作為監測初級生產力和富營養化的參數。為了能夠實現對水體中葉綠素等有機質的估算，可以建立一個數學模型，是關于遙感數據與不同葉綠素濃度水體光譜的模型。我國的研究人員通過衛星遙感和模擬數據在監測水體葉綠素反演模型的過程取得了較好的成果，而且研究的范圍及其廣泛，不是局限在一個小的地方。

2.2.2 固體懸浮物。水體中的懸浮泥沙作為維護河道治理、保障水利發電、維持農業灌溉正常運行中必須監測的關鍵參數，同時也是反映水體周邊生態環境是否健康的重要指標。遙感技術在這里的運用比傳統采樣分析的方法監測范圍大，速度更快，能了解實時動態，而且這里的遙感監測具有成本低且易于長期監測的優點。這種遙感技術已經在水庫、泥沙和洪水等方面的監測中得到了廣泛運用。

2.2.3 其他水污染。除了以上的情形，遙感技術在水面溢油、水異常和水污染等不正常情況出現時也能起到監測的作用。

2.2.4 遙感監測水環境的優點和不足。用以前的常規辦法監測水資源，即現場取樣，再結合實驗室的測試，這樣所用的時間長，所需的人力也很大，最大的弱點就是不能快速測試大面積的水域，完成所需的時間比較長。這時就突顯了遙感在監測水資源時的優點，其監測的范圍不僅廣，速度快，成本更低，同時遙感監測有利于對水資源進行長期監測。不僅能夠更加快捷和及時地獲得水資源的信息，還可以由此分析其變化。雖然遙感已經比之以前的方法好了很多，但也不是十全十美的，它還存在以下問題：遙感技術發展的時間還短，因此它的數據還不夠，在一定程度上就大大限制了遙感監測系統的建立；而且，運用在各個區域的數學模型不同，所以缺乏一個適合所有情況的遙感監測圖像；還有就是由于水體中的物質受到反射光譜的影響，影響反演結果的準確度。

2.3 遙感對水旱災害的監測

早在20世紀80年代的時候，我國就已經把遙感監測運用到了洪災中，并且取得了不錯的成果。遙感在監測水災的情況下能夠發揮以下的作用：一是利用遙感圖像起到災前預警的作用；二是通過對遙感圖像的分析能夠對災情實時監控；三是根據遙感圖像的分析對災后進行評估以及幫助重建。遙感對旱情的監測是通過對土壤中水分的多少以及和它相關的各項指標來進行監測的。無論如何，遙感技術對于水利信息化都起到了重用作用。

［1］溫俊輝，任耶西，修鏡洋，等.遙感技術在水利信息化中的應用綜述［J］.城市建設理論研究，2016（8）：6262.

［2］董靜.遙感技術在水利信息化中的應用綜述［J］.水利信息化，2015（1）：37-41.

Application and Problems of Remote Sensing Technology in Water Conservancy Informatization

Wang Yinling
（Kaifeng Fuxiang District Water Conservancy Bureau，Kaifeng Henan 475000）

This paper introduced the characteristics of the development of remote sensing technology,analyzed of the development of remote sensing in water conservancy projects and the status quo in various aspects of water conservan?cy,and expounded the development of remote sensing technology in water conservancy informatization.The purpose of this paper is to show the importance of remote sensing technology in water conservancy informatization.

water conservancy informatization；remote sensing technique；importance

S127；S274

A

1003-5168（2017）08-0041-02

2017-07-01

王銀鈴（1976-），女，大專，助理工程師，研究方向：水利工程。