水文水资源工作中遥感技术的应用

水文水资源工作中遥感技术的应用

倪祥恩

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摘要

遥感技术作为一种非接触式、快速、高效的获取地表信息的手段，在水文水资源工作中发挥着越来越重要的作用。遥感技术可以获取水体面积、水位、水温、水质等信息，并结合地理信息系统（GIS）技术进行分析和处理，为水资源管理、水文监测、水灾预警等提供重要的数据支撑。例如，遥感技术可以用于监测水库水位变化、评估水资源量、识别水体污染源、预测洪水风险等。

关键词: 遥感技术, 水文水资源, 水文模型, 水资源管理, 水灾监测

1 引言

水文水资源是人类赖以生存和发展的基础资源，其管理和保护对社会经济可持续发展至关重要。 随着全球气候变化和人类活动的影响，水资源短缺、水质污染、水旱灾害等问题日益突出，对水文水资源的监测、评估和管理提出了更高要求。 传统的监测方法受限于空间分布和成本，难以满足现代水文水资源管理的需求。

2 遥感技术概述

2.1 遥感技术的原理

    遥感技术是利用电磁波与地物相互作用的原理，通过传感器获取地物目标的电磁波信息，并进行处理和分析，最终获得地物目标的图像或其他信息的技术。电磁波与地物相互作用主要包括反射、吸收和透射三种形式。不同的地物对不同波长的电磁波具有不同的反射、吸收和透射特性，从而形成不同的电磁波信号。遥感传感器通过接收这些电磁波信号，并将其转换成数字信号，形成遥感图像。遥感图像的获取和处理过程包括以下几个步骤：首先，遥感传感器接收地物目标的电磁波信号，并将其转换成数字信号。然后，对数字信号进行处理，包括几何校正、辐射校正、图像增强等，以提高图像质量和信息提取的准确性。最后，对处理后的图像进行分析和解释，提取目标地物的特征信息，并将其应用于水文水资源管理等领域。

2.2 遥感技术的分类

    遥感技术根据传感器平台的不同，可以分为航空遥感、卫星遥感和地面遥感。

航空遥感是指利用飞机或其他飞行器搭载传感器对地表进行观测的技术。航空遥感具有分辨率高、获取数据速度快、灵活性强等优点，适用于对局部地区进行详细的调查和监测。

卫星遥感是指利用人造地球卫星搭载传感器对地表进行观测的技术。卫星遥感具有覆盖范围广、周期性强、数据获取成本低等优点，适用于对大范围区域进行监测和分析。

地面遥感是指利用地面固定平台搭载传感器对地表进行观测的技术。地面遥感具有观测精度高、数据获取实时性强等优点，适用于对特定区域进行高精度监测。

2.3 遥感技术的特点

    遥感技术作为一种重要的信息获取手段，在水文水资源工作中发挥着越来越重要的作用。其主要特点体现在以下几个方面：

•覆盖范围广: 遥感技术可以对大范围区域进行快速、高效的观测，不受地形地貌的限制，能够获取地面水体、植被、土壤等多种信息，为水文水资源研究提供宏观尺度的观测数据。

•周期短: 遥感技术可以实现对水文水资源的动态监测，通过卫星或飞机等平台获取实时或近实时数据，能够及时掌握水文变化情况，为水资源管理和防灾减灾提供及时有效的决策依据。

•成本低: 相比于传统的实地调查方法，遥感技术具有成本低廉的优势，能够有效降低水文水资源调查的成本，提高工作效率。

•信息量大: 遥感技术可以获取多种类型的信息，包括光谱信息、几何信息、时间信息等，能够为水文水资源研究提供丰富的数据来源，为深入分析水文过程和水资源状况提供基础。

3 遥感技术在水文水资源工作中的应用

3.1 水文要素监测

    遥感技术在水文要素监测方面发挥着重要作用，能够提供大范围、快速、动态的水文信息，为水资源管理和水文研究提供重要支撑。

(1). 降雨量监测: 遥感技术可以利用卫星搭载的微波传感器监测降雨量，尤其是在缺乏地面气象站的地区，遥感技术可以提供更全面的降雨信息。

(2). 蒸散发量监测: 遥感技术可以利用热红外传感器监测地表温度，并结合其他数据，如植被覆盖度、土壤湿度等，估算蒸散发量。

(3). 径流量监测: 遥感技术可以利用合成孔径雷达 (SAR) 技术监测河流流量，并结合水位信息，估算径流量。

(4). 水位监测: 遥感技术可以利用光学传感器监测水体面积，并结合地形数据，估算水位变化。

(5). 其他水文要素监测: 遥感技术还可以监测水体水质、水体污染、冰雪覆盖面积等水文要素。

    总而言之，遥感技术在水文要素监测方面具有独特的优势，能够提供传统方法难以获取的时空信息，为水文研究和水资源管理提供重要参考。

3.2 水资源调查与评估

    遥感技术在水资源调查与评估方面发挥着重要作用，能够有效地获取水体信息，为水资源管理提供科学依据。

(1). 水体面积监测: 遥感技术可以利用多光谱或高光谱影像，通过水体的光谱特征识别水体区域，并进行面积计算。遥感影像能够提供大范围、快速、准确的水体面积信息，为水资源管理提供基础数据。

(2). 水质监测: 遥感技术可以利用水体的光谱特征，监测水体中的叶绿素、悬浮物、溶解有机物等指标，从而评估水质状况。遥感技术可以对水体污染进行监测，为水质管理提供参考。

(3). 水资源潜力评估: 遥感技术可以结合地理信息系统，分析地质构造、地形地貌、植被覆盖等信息，评估水资源的潜力。遥感技术可以帮助识别地下水资源的分布和储量，为水资源开发利用提供指导。

(4). 水文要素监测: 遥感技术可以监测水位、流量、降雨量等水文要素，为水文预报和水资源管理提供数据支持。遥感技术可以利用雷达遥感技术监测降雨量，并结合其他水文数据进行水文预报。

(5). 水资源管理: 遥感技术可以为水资源管理提供决策支持，例如水库调度、灌溉管理、水资源分配等。遥感技术可以监测水资源利用情况，并为水资源管理提供科学依据。

3.3 水旱灾害监测与预警

    遥感技术在水旱灾害监测与预警方面发挥着重要作用，能够快速、高效地获取灾害发生区域的时空信息，为灾害预警、应急救援和灾后重建提供重要支撑。

(1). 洪水监测

    遥感技术可以利用合成孔径雷达 (SAR) 数据监测洪水淹没范围和水位变化。SAR 数据不受云层影响，能够全天候获取数据，可以有效地监测洪水灾害的发生和发展。此外，遥感技术还可以利用光学影像监测洪水淹没区域的植被覆盖情况和建筑物受损情况，为灾后评估提供重要信息。

(2). 干旱监测

    遥感技术可以利用植被指数、土壤水分数据等监测干旱程度和范围。例如，利用归一化植被指数 (NDVI) 可以监测植被生长状况，反映干旱程度。此外，遥感技术还可以利用土壤水分数据监测土壤水分含量，为干旱预警提供重要信息。

(3). 泥石流监测

    遥感技术可以利用高分辨率影像监测泥石流发生区域的地形地貌变化，识别潜在的泥石流易发区。此外，遥感技术还可以利用多时相影像监测泥石流发生区域的植被覆盖情况和土壤水分变化，为泥石流预警提供重要信息。

结束语

遥感技术在水文水资源工作中发挥着越来越重要的作用，遥感技术能够提供大范围、高效率、低成本的水文信息，为水资源管理、水文监测、水灾预警等方面提供有力支撑。提高遥感数据精度和时空分辨率，以获取更精确的水文信息。开发新的遥感算法和模型，以更准确地提取水文参数。将遥感技术与其他技术相结合，例如地理信息系统、人工智能等，以实现更全面的水文水资源管理。相信随着遥感技术的发展和应用，其在水文水资源工作中的作用将更加显著。

参考文献

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[2] 田帆. 浅谈“遥感地质学”在工作中的应用[J].2013, 5:25-25

[3] 张晓萍. 水土保持林草措施“专家”系统(BPESSC)研究[J].1996