遙感技術(shù)在水資源監(jiān)測中的應(yīng)用探討

張超　李昆　張鑫

摘 要：水資源作為人類社會(huì)重要的自然資源，在我們的生活中扮演著極其重要的角色。對于水資源的保護(hù)意識(shí)，也隨著自然環(huán)境的惡化而提升。環(huán)保部門的重要工作領(lǐng)域便是對水資源進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測，通過一系列的舉措進(jìn)行水資源的環(huán)保利用。在高科技快速發(fā)展的今天，水資源監(jiān)測領(lǐng)域也在積極通過這些先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行高效運(yùn)轉(zhuǎn)。而遙感技術(shù)則是水資源監(jiān)測領(lǐng)域的有效實(shí)踐，并且在對水資源進(jìn)行全面完整監(jiān)測方面扮演著舉足輕重的地位。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；水資源環(huán)境；監(jiān)測

中圖分類號(hào)：P332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）16-0016-02

水是人類生命之源，我們?nèi)祟惿鐣?huì)從日常生活到生產(chǎn)都和水資源緊密聯(lián)系。而作為一個(gè)水資源相對緊缺并且分布不均勻的國家，更需要就水資源合理利用方面進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。水資源污染已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)話題之一，保護(hù)水資源、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)則是我們國家和社會(huì)一直努力的方向。因此，落實(shí)飲水安全問題，離不開對水資源的監(jiān)測。在遙感技術(shù)的快速發(fā)展背景下，我國在越來越多的領(lǐng)域進(jìn)行遙感技術(shù)的積極實(shí)踐。具體到水資源監(jiān)測方面，遙感技術(shù)的使用大大方便了對水資源資料的實(shí)時(shí)獲取，同時(shí)也能夠在準(zhǔn)確性上得到保證。遙感技術(shù)的使用也在更大程度上降低了工作的成本，提高了水資源監(jiān)測工作的效率。本文主要就遙感技術(shù)在水資源環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用方面進(jìn)行研究分析。

1 遙感技術(shù)概念及特點(diǎn)

遙感技術(shù)是綜合型的比較強(qiáng)的探測技術(shù)，它是根據(jù)電磁波的各項(xiàng)知識(shí)來發(fā)展研究的，不同的傳感器對于各種距離的電磁波信息輻射與反射的接收也不同，所以，在接收到以后，再進(jìn)行分析，和識(shí)別，最后進(jìn)行處理將其信息還原成影像，并且還要用這種影像作為依據(jù)對于地面上的不同景物來進(jìn)行識(shí)別，來滿足我們在現(xiàn)實(shí)生活中的不同要求。氣象觀測，資源考察，地圖測繪或者局勢偵查上都是可以用上遙感技術(shù)的。其特點(diǎn)就是監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低、質(zhì)量高，特別適合進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢。遙感技術(shù)因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)信息量大，周期短，成本低等特點(diǎn)能為各種科研提供可靠有效的數(shù)據(jù)[1]。

2 遙感技術(shù)在水資源環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)勢

第一，利用遙感技術(shù)，可以在水資源環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。利用其范圍廣、時(shí)效性強(qiáng)的特征能夠快速獲得廣大地區(qū)全面、客觀的河流、水庫、湖泊、海洋等地表水、地下水等信息。一些人跡罕至或人跡難至的地方存在局限性和視野阻隔，傳統(tǒng)的人工監(jiān)測幾乎不可能，利用遙感技術(shù)獲得水空一體的立體圖像，可以克服傳統(tǒng)手段高投入、長周期、低效率的缺點(diǎn)。這樣對于水環(huán)境的研究可以在整體上進(jìn)行分析研究，有利于監(jiān)測大區(qū)域的水環(huán)境的動(dòng)態(tài)和變化。

第二，能夠獲取大量的水環(huán)境信息并且有效的提高工作效率。一般遙感技術(shù)會(huì)借助于各類飛行工具來獲取大量的圖像以及各類不同的數(shù)據(jù)，這樣一來就讓生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測進(jìn)程大大的提高，這些也是人們?yōu)槭裁慈绱酥匾曔b感技術(shù)的研究與發(fā)展。此外遙感技術(shù)的接收、傳導(dǎo)、處理、解譯還有編圖都是需要借助于光電子儀器及電子計(jì)算機(jī)來進(jìn)行，這樣就使水環(huán)境的監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化，再次，其強(qiáng)大的適應(yīng)性能滿足很多人類無法進(jìn)行的常規(guī)測試，比如，海洋、冰河湖泊、冰川雪澤等等，這些在利用遙感技術(shù)以后都能夠穿透獲取數(shù)據(jù)。例如，穿透一些植被，提供這些范圍內(nèi)的水環(huán)境數(shù)據(jù)，確定深部基巖裂縫下的水污染以及規(guī)劃水源保護(hù)區(qū)，然后根據(jù)各種地貌進(jìn)行分析，經(jīng)濟(jì)又實(shí)用[2]。海洋生態(tài)監(jiān)測中，常常用于對赤澡分布及近海進(jìn)行監(jiān)測。

第三，可以進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測。水環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化方面的資料可以用遙感技術(shù)精確的取得，其實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測也是通過周期性的大范圍水環(huán)境來進(jìn)行的，很多領(lǐng)域的監(jiān)測都離不開遙感技術(shù)，例如，洪澇災(zāi)害、水化學(xué)污染、赤潮富營養(yǎng)化等，這些水環(huán)境災(zāi)害的監(jiān)測都離不開遙感技術(shù)。比如說在2016年杭州舉行的G20全球峰會(huì)，通過對杭州市進(jìn)行市內(nèi)及周邊江河湖泊的水質(zhì)植被情況進(jìn)行了遙感技術(shù)監(jiān)測，水體中的生物、水體植被、周邊的植被覆蓋率和覆蓋情況都可以通過分辨率極高的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效的分析，同時(shí)也能夠?qū)贾莸乃h(huán)境情況進(jìn)行及時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

3 遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)測水質(zhì)情況

水環(huán)境的整體狀況需要對水質(zhì)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測，通過對水質(zhì)的監(jiān)測，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)一些水體中水生物的覆蓋生長情況，防止水污染的發(fā)生。利用遙感技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測能夠大大提高監(jiān)測的工作效率。比如說對于某一潛在水體富營養(yǎng)化的湖泊，利用遙感技術(shù)，通過對其水體中的生物顏色的分辯，經(jīng)過技術(shù)的處理，可以通過視覺圖來觀察水體中的生物覆蓋情況，同時(shí)也能夠監(jiān)測出水體中的含氧量。這就為工作人員進(jìn)行下一步的水環(huán)境狀況處理提供了科學(xué)依據(jù)，從而防止一些諸如赤潮等水體污染情況的發(fā)生，最大程度上保護(hù)水質(zhì)。

3.2 預(yù)測江河湖泊地表徑流量

對水環(huán)境徑流量的預(yù)測主要使用的技術(shù)是衛(wèi)星遙感系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及水文氣象站的相關(guān)數(shù)據(jù)。通過輸入信息數(shù)據(jù)到水文模型中來進(jìn)行信息的計(jì)算處理。即使在遙感技術(shù)不能夠直接監(jiān)測河流徑流量的情況下，也能夠利用遙感技術(shù)對相關(guān)的地質(zhì)、土壤、植被、地貌等進(jìn)行研究，從而間接分析其降雨量和蒸發(fā)量。利用這些信息數(shù)據(jù)，建立有效的分析模型，從而實(shí)現(xiàn)徑流量預(yù)測的目的。其實(shí)，遙感技術(shù)是徑流量預(yù)測最早的使用方法，通過衛(wèi)星云圖、水文模型來對植被和地表土壤情況進(jìn)行分析，同時(shí)利用雷達(dá)來預(yù)測降水量來實(shí)現(xiàn)。近兩年，一種新型的多種覆蓋類型的計(jì)算方法已經(jīng)得到實(shí)踐認(rèn)可，這種技術(shù)的使用更是為徑流量的預(yù)測提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，從而推動(dòng)預(yù)測技術(shù)的快速發(fā)展[3]。

3.3 監(jiān)測分析水環(huán)境生態(tài)情況

水生態(tài)環(huán)境變化的分析是利用水體中的生物覆蓋情況以及水域面積的變化進(jìn)行數(shù)據(jù)對比研究，從而形成對應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體系。工作人員再結(jié)合地理信息系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)信息的跟蹤分析，最終確立對應(yīng)的遙感影像。在將模塊之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析之后，結(jié)合數(shù)據(jù)信息之間的差異來計(jì)算估測水環(huán)境及水域面積的變化情況。比如說，利用遙感技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境的變化分析，主要包括的對象是綠洲、江河湖泊、濕地、冰雪等，同時(shí)也可以是對應(yīng)的面積變化。同時(shí)也可以是結(jié)合遙感技術(shù)來提煉生物童等因素進(jìn)行水體植被變遷分析。通過對當(dāng)?shù)氐乃w情況進(jìn)行分析，從而來把控當(dāng)?shù)氐恼w水生態(tài)情況。

4 遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題

雖然在近些年，遙感技術(shù)在我國水環(huán)境領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在應(yīng)用中提高了我國水資源監(jiān)測的準(zhǔn)確率和效率。但是，遙感技術(shù)在應(yīng)用中使用的數(shù)據(jù)、信息等還需要注意選擇適當(dāng)?shù)难芯抠Y料。一般而言，不同資料記錄不同的數(shù)據(jù)信息，因此，這就需要保證在數(shù)據(jù)信息資料選取上的精確。在這當(dāng)中，航空遙感資料的選取最為典型。因?yàn)榇藬?shù)據(jù)資料具有一定的差異性，比如說在其本身的資料中記錄的數(shù)據(jù)存在很大的差異。尤其是地面分辨率數(shù)據(jù)部分，地面覆蓋面積的數(shù)據(jù)資料等，它們也存在很大的差異。因此，在遙感技術(shù)投入水環(huán)境監(jiān)測的同時(shí)，也需要注意資料的差異性以及選擇性[4]。

另外，相比以前的人工監(jiān)測水資源，遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水環(huán)境監(jiān)測的快捷高效，但這種遙感技術(shù)還是和人工作業(yè)分不開，因此，不能夠?qū)烧哌M(jìn)行拆分，而是需要兩者之間的緊密結(jié)合，從而提高監(jiān)測的準(zhǔn)確高效。與此同時(shí)，遙感技術(shù)配合人工作業(yè)能夠在最大程度上保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和科學(xué)。

5 結(jié)語

隨著遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的越來越廣泛使用，水環(huán)境監(jiān)測會(huì)在準(zhǔn)確性和效率方面更加提升。但遙感技術(shù)需要和人工作業(yè)緊密結(jié)合，通過兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)來進(jìn)行緊密結(jié)合，最終提升水環(huán)境監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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[2]張鵬.淺談遙感技術(shù)在水資源領(lǐng)域研究中的應(yīng)用[J].陜西水利，2016，（01）.

[3]姜哲石.遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J].科技天地，2015，（03）.

[4]梁偉鵬.遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].科技資訊，2011，（11）.endprint