素甫江·買提

摘 要 作為一項與民生息息相關(guān)的重要工程，水利工程不僅有效的推動了我國國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時對人民生活質(zhì)量的提升具有極大的促進作用，因此現(xiàn)在大家對水利工程技術(shù)的發(fā)展給予了越來越多的重視。我國目前的遙感技術(shù)正在不斷的發(fā)展和應(yīng)用當中，而且遙感技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在河流的治理建設(shè)以及很多大型的水利工程當中，因此極大的推動了各項水利工程的發(fā)展。本文立足于DEM生成與應(yīng)用的角度，對DEM的遙感技術(shù)在水利工程中的運用進行了分析。

【關(guān)鍵詞】DEM技術(shù) 遙感技術(shù) 水利工程

現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，直接推動了數(shù)字化技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)以及通訊技術(shù)等技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)在衛(wèi)星遙感水平也已經(jīng)進入到了一個飛速的發(fā)展時期。水利工程的地質(zhì)勘測由于遙感技術(shù)水平的提升而變得越來越方便，同時遙感技術(shù)正在朝著高精度、多光譜以及高時空分辨率的方向不斷的發(fā)展。作為一組實地模型，數(shù)字高程模型（DEM）的主要表現(xiàn)形式就是數(shù)值列陣，其屬于一個數(shù)字地形模型的分支，主要是對各種地貌因子進行描述，比如坡向、地面坡向等線性組合以及非線性組合成的空間分布。

1 如何生成與應(yīng)用DEM

1.1 對方法和數(shù)據(jù)源等進行提取

DEM的載體就是二維平面，通過二維平面將規(guī)格的網(wǎng)格建立起來，采用“z”坐標在格網(wǎng)點當中對每個點的高程進行表示，可以利用以下幾種方式針對DEM進行提取：

（1）在高程數(shù)據(jù)、高程點以及等高線當中產(chǎn)生的矢量數(shù)據(jù)，主要采用人工網(wǎng)格法、三角網(wǎng)法以及曲面擬合法等方法作為其內(nèi)插方法。

（2）對立體像當中的圖像進行提取，而RADASAT衛(wèi)星圖像以及SPOT衛(wèi)星圖像則屬于其數(shù)據(jù)的主要來源。

1.2 生成步驟

對Data模塊當中存在的各種子模塊進行選擇，選擇在Create Surface函數(shù)當中的存在著高程數(shù)據(jù)點的各種資料，然后將數(shù)據(jù)輸入進去，Z方向的屬性在其中是由Elevation字段表示的。網(wǎng)格的大小與文件的分辨率之間呈正相關(guān)的關(guān)系，選擇正方形網(wǎng)格作為輸出文件，其具有20m的網(wǎng)格邊長，采用單精度浮點數(shù)作為數(shù)據(jù)類型。經(jīng)過大量的分析，我們知道相對于線性插值而言，非線性插值產(chǎn)生的等高線呈現(xiàn)出比較平滑的特點，所以采用非線性的rubber sheeting作為文件的插值方式。在將上述的步驟完成之后，對Data Prep模塊中存在的mosaic函數(shù)進行選擇，對小塊網(wǎng)格進行拼接，直到將完整的大圖獲取。

1.3 應(yīng)用有限元

在投影參考以及地理坐標配準建立的前提下，DEM數(shù)據(jù)才能夠被使用。配準利用幾何變換的方式將格網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)向另一個格網(wǎng)系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，其中包括幾何糾正以及投影轉(zhuǎn)變。要想保證高精度圖像的準確性，就可以對有限單元法進行充分的利用，從而進行科學(xué)的數(shù)值分析。分析對象在有限單元的處理下能夠被分解成為比較小的單元，同時還要將簡單的函數(shù)組合建立起來，從而能夠?qū)⒓洗鷶?shù)方程獲取。作為一種從局部到整體的數(shù)據(jù)分析手段，有限單元法能夠?qū)Σ糠謭D像的控制點進行矯正，從而使整體圖像的準確性得以提升。要想將局部圖像所對應(yīng)的變換方程獲取，就可以對分割圖片內(nèi)的地面分割點進行充分的利用，其中每個基本單元的性質(zhì)都屬于獨立三角形，以這些獨立三角形作為基礎(chǔ)實施一系列的幾何變換。作為一種三角形單元的劃分方法，Delauuay具有較小的配準格網(wǎng)的角度變化。圖1是Delauuay單元劃分圖表，其中一共包括11個控制點。

2 基于DEM的遙感技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用

2.1 基于DEM的遙感技術(shù)在水利規(guī)劃當中的應(yīng)用

現(xiàn)在在水利規(guī)劃中開始廣泛的應(yīng)用到了遙感技術(shù)，因為水利規(guī)劃會在很大程度上受到地形的影響，因此如果地形圖比較陳舊，就需要針對地形圖進行重新測繪，這樣就將大量的時間和物力浪費了。而遙感技術(shù)在水利規(guī)劃當中的應(yīng)用則能夠有效的防止出現(xiàn)這種情況，而且基于DEM的遙感技術(shù)還具備資料準確、獲取時間短以及現(xiàn)實性強的特點。通過對基于DEM遙感技術(shù)的充分利用，水利部門就能夠?qū)κ艿轿廴镜暮恿鬟M行探測，隨后就可以以監(jiān)測到的數(shù)據(jù)為根據(jù)，詳細而全面的評估水環(huán)境，并且還能夠進一步的將該河流的被污染程度以及水容量確定下來。通過對基于DEM的遙感技術(shù)的有效運用，還可以使水利勘察工作被大大的簡化，通過準確的規(guī)劃，最終能夠?qū)⒑恿魉蛉萘吭诓煌瑫r期的資料收集起來。

2.2 基于DEM的遙感技術(shù)在水庫工程當中的應(yīng)用

作為我國水利工程的重點內(nèi)容，水庫建設(shè)與我國的發(fā)電、灌溉以及供水等民生內(nèi)容具有非常密切的關(guān)系。在水庫的淹沒范圍和移民規(guī)劃等各項工作當中可以對基于DEM的遙感技術(shù)進行充分的利用，其不僅具有較高的準確性，而且還比較精細。傳統(tǒng)的小比例地圖的更新時間往往比較長，沒有將現(xiàn)實地形準確的反映出來，在對水庫建設(shè)進行規(guī)劃的時候往往需要耗費很多的人力和物力。通過對基于DEM的遙感技術(shù)的運用能夠在計算機當中對傳統(tǒng)的紙質(zhì)信息進行存儲，這樣就能夠使規(guī)劃工作的工作效率得到切實的提升。在規(guī)劃水庫的建設(shè)過程中，運用基于DEM的遙感技術(shù)能夠?qū)λ畮斓难蜎]區(qū)域進行科學(xué)而宏觀的調(diào)查，因此其權(quán)威性比較強。

與此同時，還可以利用遙感技術(shù)提取水庫的水面面積：

（1）首先是采用幾何精糾正的方式針對遙感圖像進行收集，在對使用收集到的衛(wèi)星資料之前，需要針對其實施相應(yīng)的計算機圖像處理。利用在高空中的遙感衛(wèi)星掃描水庫，最后得以成像，在這個過程中成像的幾何精度就會收到一些微小誤差的影響。這時候需要實施幾何精矯正，也就是在同一大地坐標網(wǎng)格上糾正遙感衛(wèi)星圖像。

（2）增強圖像與識別水體：要想將精確的水庫水面面積獲取，就必須要重視對圖像當中水體識別的工作環(huán)節(jié)。利用基于DEM的遙感技術(shù)可以采用圖像增強技術(shù)將水體突出。一般采用邊緣增強以及濾波的方式，該方法首先是利用濾波卷積核掃描全圖像，這樣就能夠?qū)⑺懡缇€突出出來。然后將上一階段的工作作為基礎(chǔ)，通過對計算機程序的運用就能夠?qū)λw進行識別。作為一種有效的確定水體的技術(shù)，需要將近紅外波段的遙感信息當中合適的近紅外波段選用出來，這樣就能夠?qū)⑵渌w閾值確定下來，其中水體就是低于該值的像元，非水體就是高于該值的像元，從而分開水體和其他地物。endprint

（3）將水面面積從遙感影像上提取出來：由計算機逐個進行統(tǒng)計經(jīng)過水體識別后的每幅圖像上的水體像元，這樣就能夠?qū)⑺畮鞄靺^(qū)在不同水位時的水面面積值確定下來，然后利用人工校核的方式對計算機自動解譯的結(jié)果進行處理，這樣可以有效的防止誤判的情況出現(xiàn)，并且能夠使精度得以提升。

2.3 基于DEM的遙感技術(shù)在河流治理當中的應(yīng)用

科學(xué)合理的河流治理工作不僅能夠?qū)业纳鷳B(tài)環(huán)境起到較大的保護作用，同時還能夠使河流區(qū)域內(nèi)人們的生命財產(chǎn)安全得到充分的保障。因此水利部門必須要對河灘以及河床采取有效的穩(wěn)定措施，最終使河道排洪排沙的通暢性得到有效的保證。在對河流進行治理的時候，其中最為關(guān)鍵的資料就是水底以及河岸全方位的立體圖形，采用基于DEM的遙感技術(shù)能夠?qū)恿鞯暮拥赖孛?、水文以及水質(zhì)等進行有效的勘測，然后利用波段進行相應(yīng)的處理，將相關(guān)的圖像得到，再通過對計算機的運用針對圖像實施一系列的光學(xué)處理，在處理的過程中需要將其中的次要信息屏蔽掉，這樣就能夠?qū)⑺碌哪嗌撤植家约暗匦蔚孛驳仍敿毜馁Y料得出來，通過科學(xué)的技術(shù)處理，就能夠?qū)哂星逦约翱陀^等特點的圖片信息進行獲取，這樣對水利部門對河流的治理工作具有非常重要的幫助作用。

3 結(jié)語

作為一種單項的數(shù)字地貌模型，DEM技術(shù)能夠?qū)⑵露茸兓?、坡度以及坡向等相關(guān)的地貌特征派生出來。而遙感技術(shù)則能夠?qū)⒋蠓秶b感數(shù)據(jù)獲得，并且可以將地面的自然地貌以及人文現(xiàn)象展現(xiàn)出來，宏觀的展現(xiàn)地球內(nèi)事物的形態(tài)分布。除此之外，基于DEM的遙感技術(shù)還具有較大的勘察范圍、較快的信息獲取速度以及較強的信息綜合性，因此在建設(shè)和發(fā)展水利工程的過程中得到了非常廣泛的運用，屬于建設(shè)水庫工程、治理河流以及規(guī)劃水利的關(guān)鍵性技術(shù)，因此其發(fā)展前景十分廣闊。

參考文獻

[1]楊洪志，萬愛華，黃軍明，陳功.遙感影像地圖在境外電力工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報，2011（03） .

[2]陳志遠，楊友龍，陳建文.遙感技術(shù)在城市水災(zāi)模型建立中應(yīng)用的探討[J].城市道橋與防洪.2012（04）.

[3]龐學(xué)琴，馬隆文.以等高線為數(shù)據(jù)源進行地形剖面的繪制[J].南方國土資源，2011（07） .

[4]任自珍，岑敏儀，張同剛，周國清.基于等高線表面估計法的LIDAR數(shù)據(jù)DEM提取[J].測繪科學(xué)，2012（06）.

[5]彭軍.談遙感技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012（03）.

作者單位

新疆水利水電勘測設(shè)計研究院疆海測繪分院 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000endprint

（3）將水面面積從遙感影像上提取出來：由計算機逐個進行統(tǒng)計經(jīng)過水體識別后的每幅圖像上的水體像元，這樣就能夠?qū)⑺畮鞄靺^(qū)在不同水位時的水面面積值確定下來，然后利用人工校核的方式對計算機自動解譯的結(jié)果進行處理，這樣可以有效的防止誤判的情況出現(xiàn)，并且能夠使精度得以提升。

2.3 基于DEM的遙感技術(shù)在河流治理當中的應(yīng)用

科學(xué)合理的河流治理工作不僅能夠?qū)业纳鷳B(tài)環(huán)境起到較大的保護作用，同時還能夠使河流區(qū)域內(nèi)人們的生命財產(chǎn)安全得到充分的保障。因此水利部門必須要對河灘以及河床采取有效的穩(wěn)定措施，最終使河道排洪排沙的通暢性得到有效的保證。在對河流進行治理的時候，其中最為關(guān)鍵的資料就是水底以及河岸全方位的立體圖形，采用基于DEM的遙感技術(shù)能夠?qū)恿鞯暮拥赖孛?、水文以及水質(zhì)等進行有效的勘測，然后利用波段進行相應(yīng)的處理，將相關(guān)的圖像得到，再通過對計算機的運用針對圖像實施一系列的光學(xué)處理，在處理的過程中需要將其中的次要信息屏蔽掉，這樣就能夠?qū)⑺碌哪嗌撤植家约暗匦蔚孛驳仍敿毜馁Y料得出來，通過科學(xué)的技術(shù)處理，就能夠?qū)哂星逦约翱陀^等特點的圖片信息進行獲取，這樣對水利部門對河流的治理工作具有非常重要的幫助作用。

3 結(jié)語

作為一種單項的數(shù)字地貌模型，DEM技術(shù)能夠?qū)⑵露茸兓省⑵露纫约捌孪虻认嚓P(guān)的地貌特征派生出來。而遙感技術(shù)則能夠?qū)⒋蠓秶b感數(shù)據(jù)獲得，并且可以將地面的自然地貌以及人文現(xiàn)象展現(xiàn)出來，宏觀的展現(xiàn)地球內(nèi)事物的形態(tài)分布。除此之外，基于DEM的遙感技術(shù)還具有較大的勘察范圍、較快的信息獲取速度以及較強的信息綜合性，因此在建設(shè)和發(fā)展水利工程的過程中得到了非常廣泛的運用，屬于建設(shè)水庫工程、治理河流以及規(guī)劃水利的關(guān)鍵性技術(shù)，因此其發(fā)展前景十分廣闊。

參考文獻

[1]楊洪志，萬愛華，黃軍明，陳功.遙感影像地圖在境外電力工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報，2011（03） .

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[5]彭軍.談遙感技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012（03）.

作者單位

新疆水利水電勘測設(shè)計研究院疆海測繪分院 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000endprint

（3）將水面面積從遙感影像上提取出來：由計算機逐個進行統(tǒng)計經(jīng)過水體識別后的每幅圖像上的水體像元，這樣就能夠?qū)⑺畮鞄靺^(qū)在不同水位時的水面面積值確定下來，然后利用人工校核的方式對計算機自動解譯的結(jié)果進行處理，這樣可以有效的防止誤判的情況出現(xiàn)，并且能夠使精度得以提升。

2.3 基于DEM的遙感技術(shù)在河流治理當中的應(yīng)用

科學(xué)合理的河流治理工作不僅能夠?qū)业纳鷳B(tài)環(huán)境起到較大的保護作用，同時還能夠使河流區(qū)域內(nèi)人們的生命財產(chǎn)安全得到充分的保障。因此水利部門必須要對河灘以及河床采取有效的穩(wěn)定措施，最終使河道排洪排沙的通暢性得到有效的保證。在對河流進行治理的時候，其中最為關(guān)鍵的資料就是水底以及河岸全方位的立體圖形，采用基于DEM的遙感技術(shù)能夠?qū)恿鞯暮拥赖孛?、水文以及水質(zhì)等進行有效的勘測，然后利用波段進行相應(yīng)的處理，將相關(guān)的圖像得到，再通過對計算機的運用針對圖像實施一系列的光學(xué)處理，在處理的過程中需要將其中的次要信息屏蔽掉，這樣就能夠?qū)⑺碌哪嗌撤植家约暗匦蔚孛驳仍敿毜馁Y料得出來，通過科學(xué)的技術(shù)處理，就能夠?qū)哂星逦约翱陀^等特點的圖片信息進行獲取，這樣對水利部門對河流的治理工作具有非常重要的幫助作用。

3 結(jié)語

作為一種單項的數(shù)字地貌模型，DEM技術(shù)能夠?qū)⑵露茸兓?、坡度以及坡向等相關(guān)的地貌特征派生出來。而遙感技術(shù)則能夠?qū)⒋蠓秶b感數(shù)據(jù)獲得，并且可以將地面的自然地貌以及人文現(xiàn)象展現(xiàn)出來，宏觀的展現(xiàn)地球內(nèi)事物的形態(tài)分布。除此之外，基于DEM的遙感技術(shù)還具有較大的勘察范圍、較快的信息獲取速度以及較強的信息綜合性，因此在建設(shè)和發(fā)展水利工程的過程中得到了非常廣泛的運用，屬于建設(shè)水庫工程、治理河流以及規(guī)劃水利的關(guān)鍵性技術(shù)，因此其發(fā)展前景十分廣闊。

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[4]任自珍，岑敏儀，張同剛，周國清.基于等高線表面估計法的LIDAR數(shù)據(jù)DEM提取[J].測繪科學(xué)，2012（06）.

[5]彭軍.談遙感技術(shù)在水利水電工程勘測中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012（03）.

作者單位

新疆水利水電勘測設(shè)計研究院疆海測繪分院 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830000endprint