董 靜

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

遙感技術(shù)在水利信息化中的應(yīng)用綜述

董 靜

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

介紹當(dāng)前遙感技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)，分析其在水資源評(píng)價(jià)、水環(huán)境、水旱災(zāi)害、農(nóng)村水利、水利工程建設(shè)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)及水土保持中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)遙感在水利信息化中的發(fā)展進(jìn)行展望，并指出提高遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量、建設(shè)面向水利應(yīng)用的遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、發(fā)展定量遙感和應(yīng)用集成等進(jìn)一步的研究發(fā)展方向。

遙感；水利信息化；水資源；水環(huán)境

0 引言

遙感是一種綜合對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，歷經(jīng)地面、航空、航天遙感等多個(gè)發(fā)展階段，尤其是 20 世紀(jì) 60 年代誕生的航天遙感極大地拓寬了人類對(duì)地觀測(cè)的視野，成為獲取地球信息的重要手段，并在土地利用、植被、水文、海洋、地質(zhì)等應(yīng)用領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)水利信息化建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，遙感將在水利綜合應(yīng)用建設(shè)、水利信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水利信息化重點(diǎn)工程等方面發(fā)揮重要作用。

1 遙感技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)

1.1 遙感數(shù)據(jù)獲取手段的多樣化和精細(xì)化

隨著航天、信息和計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)獲取手段趨于多樣化和精細(xì)化。多樣化體現(xiàn)在遙感平臺(tái)和傳感器的多樣化和觀測(cè)角度2 個(gè)方面。遙感平臺(tái)從傳統(tǒng)的載人飛機(jī)發(fā)展到無(wú)人機(jī)，從低地球軌道衛(wèi)星拓展到中高軌道衛(wèi)星，還開拓了航天飛機(jī)、國(guó)際空間站等多種特殊平臺(tái)。同時(shí)對(duì)地觀測(cè)傳感器系統(tǒng)也在不斷完善，如從攝影系統(tǒng)到掃描系統(tǒng)，從被動(dòng)傳感器到主動(dòng)傳感器，從光學(xué)傳感器到微波傳感器等。精細(xì)化體現(xiàn)在空間維、時(shí)間維、光譜維和角度維的數(shù)據(jù)采樣更加密集，從而能得到更加完整的地物信息。

1.2 遙感數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化

遙感技術(shù)能快速地獲取海量地表信息，這意味著遙感數(shù)據(jù)處理過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，盡量避免人為因素的干擾，從而提高整個(gè)處理過程的速度和效率。然而，遙感數(shù)據(jù)處理涉及到幾何校正、輻射校正、專業(yè)模型與算法及后處理等多個(gè)環(huán)節(jié)，而且不同數(shù)據(jù)所需要的模型算法有時(shí)存在很大的差別。因此為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員做了大量工作：1）制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，集成海量的多源異構(gòu)遙感數(shù)據(jù)；2）建立具有較好普適性的遙感物理幾何模型，開發(fā)自適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和參數(shù)反演算法；3）建立統(tǒng)一的共享框架，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、模型和算法的資源共享。

1.3 地表參數(shù)反演的定量化

在面向資源環(huán)境應(yīng)用時(shí)，往往需要將遙感參數(shù)定量地轉(zhuǎn)化為高精度的資源環(huán)境參數(shù)。早期遙感數(shù)據(jù)獲取手段匱乏，難以提供充足的定量遙感數(shù)據(jù)。近年來(lái)隨著高光譜、多角度傳感器的不斷出現(xiàn)和數(shù)據(jù)質(zhì)量的不斷提高，這一供需矛盾得到很大程度的緩解。目前的主要問題轉(zhuǎn)化為如何深化理論與應(yīng)用模型，從而使全定量化遙感方法逐步由理論走向?qū)嵱没?/p>

1.4 遙感技術(shù)應(yīng)用拓展

遙感技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度均得到大幅拓展。1）遙感應(yīng)用分析方法研究不斷發(fā)展，并與資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)、海洋動(dòng)力和全球氣候等已有的應(yīng)用模型對(duì)接，通過集成地理信息和空間定位等系統(tǒng)工具，能夠充分挖掘遙感數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，從而為應(yīng)對(duì)全球環(huán)境變化、建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施、規(guī)劃社會(huì)發(fā)展和輔助政府決策提供可靠信息。2）遙感技術(shù)應(yīng)用范圍不斷發(fā)展，如固體形變監(jiān)測(cè)、地物三維結(jié)構(gòu)提取和土壤重金屬含量反演等。3）遙感技術(shù)還在考古、疾病、犯罪等新領(lǐng)域得以拓展應(yīng)用。

2 遙感在水利信息化過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

信息化是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)，水利信息化就是指充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用水利信息資源，全面提升水利事業(yè)活動(dòng)效率和效能的歷史過程。水利信息化是我國(guó)水利優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，已成為我國(guó)水利現(xiàn)代化的基礎(chǔ)支撐和重要標(biāo)志。遙感與水利相結(jié)合已有 30 年的歷史，尤其是在水利信息化的背景之下，面向水利行業(yè)的遙感技術(shù)與應(yīng)用更是飛速發(fā)展，取得了不少成果。全國(guó)水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃指出，在積極建設(shè)、完善常規(guī)信息采集設(shè)施的同時(shí)，大力推進(jìn)遙感等新技術(shù)、新方法的應(yīng)用，特別是要結(jié)合高分辨率對(duì)地觀測(cè)專項(xiàng)，依托水利衛(wèi)星應(yīng)用項(xiàng)目，開展水文水資源、水旱災(zāi)害、水環(huán)境、大中型工程建設(shè)運(yùn)行等監(jiān)測(cè)的試點(diǎn)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，逐步形成天地一體化的綜合立體水利信息采集體系[1]。對(duì)于水利信息化來(lái)說，遙感不僅僅是一種數(shù)據(jù)獲取手段，而且是集數(shù)據(jù)獲取、處理、分析和定量表達(dá)的綜合技術(shù)。

2.1 水文水資源監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用于地表水調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查和水資源評(píng)價(jià)等方面。與傳統(tǒng)方法相比，利用遙感方法監(jiān)測(cè)水資源更快速、更全面，人力物力投入更小，效率更高，尤其是在大范圍高頻率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新方面優(yōu)勢(shì)十分明顯。

2.1.1 地表水調(diào)查

河流、湖泊等水體性質(zhì)與一般陸地表面的物理性質(zhì)差異較大，因此無(wú)論是通過光學(xué)還是雷達(dá)圖像均能準(zhǔn)確、快速地提取。當(dāng)水體含沙量[2]、有機(jī)質(zhì)含量[3]或水深發(fā)生變化時(shí)，太陽(yáng)光各波段的反射特性也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，并繼而引起部分水體區(qū)域發(fā)生誤判。與之類似的是圖像上濕地水體的像素值受到植被和水底土壤的反射光譜干擾，表征較為復(fù)雜，不僅與普通水體相比差異較大，而且不同類型濕地之間也具有明顯差異。面對(duì)這種復(fù)雜情況，出現(xiàn)不少計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方法，如閾值法、水體指數(shù)法，譜間關(guān)系法和分類法、形態(tài)學(xué)方法和綜合方法等，這些方法在不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)都取得了不錯(cuò)的提取效果。

我國(guó)西部的山地冰川是當(dāng)?shù)厮Y源的主要來(lái)源之一。冰川信息提取傳統(tǒng)方法有閾值法、比值法和分類法等，這些方法大都利用了冰雪在可見光波段的高反射率特征[4]。新產(chǎn)生的面向?qū)ο蠓诸惡屠走_(dá)干涉測(cè)量方法可以在一定程度上提高冰川提取精度，另外未來(lái)還可以嘗試采用粗糙集理論及 ICESAT 衛(wèi)星波形提高冰川信息提取的精度[5]。積雪調(diào)查主要利用光學(xué)影像判別，可以定量提取積雪面積、深度、濕度和雪水當(dāng)量等參數(shù)，應(yīng)用于積雪監(jiān)測(cè)和雪災(zāi)防治。大尺度被動(dòng)微波數(shù)據(jù)反演的積雪參數(shù)主要用來(lái)研究全球氣候變化。

對(duì)相同地區(qū)不同時(shí)間的遙感圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，可以定性或者定量地確定地表水資源的變化過程，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。如利用多時(shí)相遙感圖像可以提取出水體和冰川的覆蓋范圍變化信息，再加入高度計(jì)或激光雷達(dá)測(cè)高信息，還能夠定量估算冰川體積和湖泊水量變化[6]。

2.1.2 水文地質(zhì)調(diào)查

遙感數(shù)據(jù)是尋找地下水資源的一種重要信息源，是圈定靶區(qū)的重要依據(jù)。地下水的賦存狀況與地質(zhì)構(gòu)造、地表植被發(fā)育狀況、土壤濕度關(guān)系密切。利用遙感圖像可以直接顯示地下水在地表的露頭，也可以通過解譯地表地貌和地質(zhì)構(gòu)造，提取土壤濕度等方法判斷研究區(qū)域地下水資源狀況。地下水豐富的地區(qū)，地表土壤濕度比較大，植被發(fā)育相對(duì)茂盛，長(zhǎng)勢(shì)較好。在地表裸露區(qū)域可以通過計(jì)算地表熱慣量反演土壤水分，在植被覆蓋區(qū)可以通過植被發(fā)育狀況或蒸騰作用估算土壤濕度。另外，土壤水分與介電常數(shù)之間存在密切關(guān)系，隨著星載合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)源的增加，微波遙感已經(jīng)成為獲取高分辨率土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)重要手段。

地下水資源的過度開采會(huì)引起區(qū)域重力變化和地表的沉降。利用系列重力衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)可以反演出大尺度重力異常和變化，去除干擾因素后即可轉(zhuǎn)化為地下水量變化數(shù)據(jù)。這種測(cè)量方法精度較低，利用合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量可以獲得高空間分辨率的地表沉降數(shù)據(jù)，精度可達(dá)毫米級(jí)。高精度、高分辨率的沉降數(shù)據(jù)更適合用于估計(jì)中小尺度區(qū)域的地下水量虧盈。

2.2 遙感與水環(huán)境監(jiān)測(cè)

2.2.1 葉綠素含量

葉綠素濃度是水體中浮游生物分布的指標(biāo)，是水體初級(jí)生產(chǎn)力和富營(yíng)養(yǎng)化作用的基本參數(shù)。0.43～0.70 μm 水體反射光譜段對(duì)葉綠素濃度變化十分敏感，會(huì)出現(xiàn)較為明顯的差異。通過建立遙感數(shù)據(jù)與不同葉綠素濃度水體光譜之間的數(shù)學(xué)模型，可以實(shí)現(xiàn)水體中葉綠素等有機(jī)質(zhì)含量的估算。我國(guó)科學(xué)家利用 MODIS[7]，TM[8]，IKONOS[9]，Hyperion[10]等衛(wèi)星遙感和模擬數(shù)據(jù)[11-12]研究了水體葉綠素反演模型，取得了較好的監(jiān)測(cè)效果。研究區(qū)域分布全國(guó)各地，水體類型包括中大型湖泊、城市水體和干旱區(qū)河流等。

2.2.2 固體懸浮物

水體中懸浮泥沙的含量是最重要的水質(zhì)參數(shù)之一，不僅是反映水生生態(tài)環(huán)境的健康程度的指標(biāo)，也是為保障水力發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉和河道治理等水利水電活動(dòng)正常運(yùn)行所必須監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)。遙感反演懸浮泥沙與葉綠素原理類似，最佳觀測(cè)波段為0.58～0.68 μm。與船只采樣分析方法相比，遙感方法可以實(shí)現(xiàn)大范圍、快速、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，且具有成本低和便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)[13]，已經(jīng)在河口[14]、水庫(kù)[15]、洪水[16]和航道[17]泥沙監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。

2.2.3 其它水污染

除此之外，遙感技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)水面溢油、熱異常和水污染等。遙感溢油監(jiān)測(cè)依仗水體表面的光譜、后向散射或紋理信息，主要應(yīng)用在海洋、大型湖泊和河口等大面積片狀水域[18]。利用熱紅外傳感器能夠有效地識(shí)別熱污染源和擴(kuò)散范圍，也可以結(jié)合少量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠L制水體等溫線圖。水污染物尤其是有機(jī)污染物常伴隨有浮游植物富集，為了消除葉綠素的影響，反演時(shí)可利用對(duì)葉綠素含量變化不敏感的波段，如 0.5～0.6 μm[19]。若具備各種污染物反射光譜的先驗(yàn)知識(shí)，即可通過回歸分析識(shí)別水體中污染物的種類和含量。

2.2.4 遙感水環(huán)境監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與不足

常規(guī)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法是現(xiàn)場(chǎng)取樣結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，但是耗時(shí)費(fèi)力，難以快速測(cè)試大面積水域。遙感技術(shù)則具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，不僅能獲取水體中各種物質(zhì)的時(shí)空分布，還能直觀追蹤其來(lái)源、分析其擴(kuò)散或變化趨勢(shì)，從而發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以解釋的污染源和污染物的遷移特征。遙感方法監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)多個(gè)環(huán)境要素，因此可以利用其他要素在遙感圖像上的表征間接反映水環(huán)境狀況[20]，同時(shí)也能較為容易地分析水環(huán)境變化對(duì)其他環(huán)境要素的影響。

雖然專家學(xué)者在遙感水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面展開了大量研究和應(yīng)用，仍然存在以下一些問題：1）可用的遙感影像數(shù)據(jù)相對(duì)較少，一定程度上限制了大范圍、長(zhǎng)時(shí)間、高精度遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立；2）不同區(qū)域適合的數(shù)學(xué)模型不同，缺乏普適性；3）水體中各種物質(zhì)的反射光譜相互影響，影響反演結(jié)果的精度。

2.3 遙感與水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)

80 年代我國(guó)洪災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)就進(jìn)入了實(shí)用階段，1981 年?yáng)|北三江平原大水，1984 年合肥大水，1985 年遼河大水，遙感監(jiān)測(cè)都發(fā)揮了一定作用[21]。1987—1989 年，水利部遙感技術(shù)應(yīng)用中心、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家測(cè)繪局和空軍合作，先后在永定河、黃河、荊江地區(qū)、洞庭湖和淮河進(jìn)行了防洪試驗(yàn)，建立了洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)全天候系統(tǒng)。經(jīng)過5 年的努力，又建立了機(jī)載遙感監(jiān)測(cè)災(zāi)害的實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，并應(yīng)用于1994—1996 年的洪水監(jiān)測(cè)。在“九五”期間，系統(tǒng)空間分辨率進(jìn)一步提升，在 1998—2000 年的洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重大作用[22]。綜上所述，遙感在水災(zāi)監(jiān)測(cè)主要有以下作用：1）災(zāi)前預(yù)警。利用遙感圖像，數(shù)字高程模型（DEM）和水文數(shù)據(jù)建立流域降水量與潛在淹沒區(qū)面積和水深的相關(guān)關(guān)系，建立水體淹沒模型，為水利工程設(shè)計(jì)建設(shè)及災(zāi)前人員物資轉(zhuǎn)移提供依據(jù)。2）災(zāi)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)?；?DEM 數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)水文數(shù)據(jù)和遙感圖像聯(lián)合分析，能準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地把握洪災(zāi)的發(fā)生發(fā)展過程，為救災(zāi)方案的制定，方法的選擇提供決策支持。3）災(zāi)后評(píng)估與輔助重建。利用提取的洪水淹沒面積、時(shí)長(zhǎng)和水深評(píng)估淹沒的耕地、居民區(qū)、鐵路公路和工業(yè)區(qū)等的損失，估算作物絕收面積和減產(chǎn)量，計(jì)算受災(zāi)人口和經(jīng)濟(jì)損失，為災(zāi)后評(píng)估和重建提供了科學(xué)依據(jù)。

遙感旱情監(jiān)測(cè)主要是通過監(jiān)測(cè)土壤水分或與之密切相關(guān)的若干指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)[23]。土壤水分是影響微波發(fā)射、亮度溫度和后向散射系數(shù)的重要因素之一，因此通過回歸模型或散射理論模型可以直接建立圖像灰度值與土壤水分之間的定量關(guān)系。在可見光—紅外波段，可以先計(jì)算植被指數(shù)，再間接估算土壤水分，這種方法適用于較為干旱的地區(qū)。在熱紅外波段，根據(jù)熱平衡和熱傳導(dǎo)方程，可以用熱慣量法和植物缺水指數(shù)法分別估算低植被和高植被覆蓋區(qū)表層土壤水分信息。因此，遙感方法在監(jiān)測(cè)旱情時(shí)可以綜合獲取土壤濕度、植物生長(zhǎng)狀況和氣溫等其他環(huán)境要素信息，兼顧土壤旱情、農(nóng)業(yè)旱情和河湖枯水情況，從宏觀上輔助防災(zāi)救災(zāi)工作。

2.4 遙感與農(nóng)村水利監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)作物蒸騰蒸發(fā)、實(shí)際灌溉面積、灌區(qū)續(xù)建配套與改造實(shí)施效果、牧區(qū)草場(chǎng)恢復(fù)、灌溉和水廠水源水質(zhì)等方面。與傳統(tǒng)農(nóng)村水利監(jiān)測(cè)網(wǎng)站結(jié)合，共同完善灌溉數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)村水利綜合管理系統(tǒng)。

2.5 遙感與水利工程建設(shè)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)

在設(shè)計(jì)勘察階段，遙感圖像能獲取地貌、地質(zhì)和水文信息，可用來(lái)地質(zhì)填圖，研究區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性，調(diào)查水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、水土流失、滑坡泥石流和巖溶情況，輔助工程選址、協(xié)助移民安置。在工程建設(shè)階段，遙感圖像可以監(jiān)測(cè)施工情況及工程對(duì)環(huán)境的影響。建設(shè)完成后，遙感圖還像可以評(píng)估工程效益，評(píng)價(jià)其環(huán)境效應(yīng)、監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)。

2.6 遙感與水土保持

利用遙感圖像調(diào)查土壤侵蝕情況有多種方法，如目視解譯、提取植被指數(shù)和影像分類等，可根據(jù)不同區(qū)域或應(yīng)用目的進(jìn)行選擇[24]。土壤侵蝕本身是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，因此需要多時(shí)相遙感影像進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過變化檢測(cè)提取侵蝕面積、程度等感興趣的信息。另外，在水土保持規(guī)劃和治理的過程中，遙感圖像也是重要的背景資料。

2.7 地質(zhì)災(zāi)害的遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)

遙感影像可以用來(lái)調(diào)查區(qū)域降水量、坡度、構(gòu)造和地表覆蓋等水文地質(zhì)背景，能從宏觀上把握區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的潛在風(fēng)險(xiǎn)和總體趨勢(shì)[25]。當(dāng)前遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)背景研究，成為地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查的有效手段之一。利用遙感技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害、冰壩等引起的堰塞湖災(zāi)情，從而幫助水利和政府部門開展治理、預(yù)警和救災(zāi)工作，減少生命財(cái)產(chǎn)損失。2008 年中國(guó)科學(xué)院利用汶川地震主災(zāi)區(qū)的航空遙感圖像進(jìn)行堰塞湖目視圖像判讀，同時(shí)利用地震后的 5 月 16，19，23，27 日 4 個(gè)時(shí)期的航空遙感圖像，對(duì)唐家山堰塞湖的災(zāi)情進(jìn)行了評(píng)估。新出現(xiàn)的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)更加靈活，能提高突發(fā)災(zāi)情監(jiān)控的頻率，降低成本，目前中國(guó)水利水電科學(xué)研究院正在開展山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用示范工作。

3 遙感在我國(guó)水利信息化過程中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

3.1 遙感數(shù)據(jù)源

1）提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。遙感已成為宏觀水資源調(diào)查和水環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段，但是應(yīng)用到具體項(xiàng)目中來(lái)，還需增加時(shí)間、空間和光譜維的微觀細(xì)致度，以提高獲取遙感信息的精度。具有高空間分辨率、寬測(cè)繪帶的高光譜衛(wèi)星星座是遙感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展方向，再輔以主被動(dòng)微波遙感（特別是合成孔徑雷達(dá)）觀測(cè)，建設(shè)全天時(shí)、全天候高頻高分超多波段遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。同時(shí)也要發(fā)揮機(jī)載系統(tǒng)靈活、精細(xì)的優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，對(duì)突發(fā)事件和小尺度現(xiàn)象進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)。

2）建立專門面向水利應(yīng)用的遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，如機(jī)載遙感災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水資源衛(wèi)星、水環(huán)境衛(wèi)星等，在同一平臺(tái)上放置多種傳感器面向同一應(yīng)用目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。

3.2 定量遙感

定量遙感是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外遙感應(yīng)用的發(fā)展方向，也是水利遙感的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前水利定量遙感還需進(jìn)行一些努力：1）完善與水利應(yīng)用相關(guān)的定量遙感模型，解決尺度、方向等基本問題。2）定量遙感實(shí)用化的關(guān)鍵是遙感與應(yīng)用模型的銜接[26]。3）開發(fā)高效率的數(shù)據(jù)處理和反演的全自動(dòng)化算法，為實(shí)現(xiàn)水利定量遙感業(yè)務(wù)化提供基礎(chǔ)。

3.3 應(yīng)用集成

推進(jìn)遙感與水利數(shù)據(jù)、模型的結(jié)合，利用空間分析和數(shù)據(jù)挖掘的方法獲取隱含信息，開發(fā)包括從原始數(shù)據(jù)處理到?jīng)Q策支持的所有功能的水利遙感軟件系統(tǒng)。制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、模型和軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，建立水利遙感數(shù)據(jù)、模型和軟件模塊的共享機(jī)制。進(jìn)一步發(fā)掘新型遙感傳感器在水利行業(yè)中的應(yīng)用前景，如利用P 波段雷達(dá)反演土壤水分，利用極化干涉雷達(dá)反演作物生物量，研發(fā)降水降雪監(jiān)測(cè)衛(wèi)星等。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)我國(guó)水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃，到“十一五”末期我國(guó)水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施和基本業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)階段基本完成，工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向全面促進(jìn)水利與信息化的深度融合。遙感作為信息與地球科學(xué)的邊緣學(xué)科，必將在水利信息化的過程中發(fā)揮更大的作用。

[1] 水利部信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.全國(guó)水利信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃(水規(guī)計(jì)[2012] 190 號(hào)) [R].北京：水利部綜合事業(yè)局，2012: 47.

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Application Overview of Remote Sensing in Water Resources Informatization

DONG Jing
(China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing100038,China)

In this paper the development characteristics of the Remote Sensing (RS) technology is introduced.The discussions are focused on RS application status on water resources evaluation,water environment monitoring,floods and droughts monitoring,rural water conservancy monitoring,water project construction and operation monitoring and water and soil conservation.It prospects the approaching development of RS in water resources informatization,and proposes that the improvement of RS data quality,construction of new RS data acquisition system customized for water conservancy and the integration of quantitative RS and application will be the research direction in the future.

remote sensing;water resources informatization;water resource;water environment

TP7；TV39

A

1674-9405(2015)01-0037-05

2014-07-21

董 靜（1983－），女，湖北麻城人，博士，主要研究方向?yàn)樗畔⒒?/p>