張　鵬

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局　新疆　伊犁　835000）

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淺談遙感技術(shù)在水資源領(lǐng)域研究中的應(yīng)用

張鵬

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局新疆伊犁835000）

摘要水資源開發(fā)利用必須建立在可靠的水文信息和對(duì)流域水文規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)之上，因此，研究水資源時(shí)也需要對(duì)水資源利用工程的水文效應(yīng)進(jìn)行分析，遙感技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、節(jié)水灌溉工程效果評(píng)價(jià)、跨流域調(diào)水前期研究、生態(tài)補(bǔ)水效果評(píng)價(jià)、水利工程建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞遙感技術(shù)；水資源與生態(tài)環(huán)境；遙感技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告，所謂遙感，實(shí)質(zhì)上是一種傳感裝置。遙感技術(shù)主要是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行感應(yīng)、調(diào)查、分析，但是在這一過程當(dāng)中并不與實(shí)際的研究對(duì)象直接接觸，其主要的研究方法為遙遠(yuǎn)感知，明確研究對(duì)象的相關(guān)特點(diǎn)，并且結(jié)合實(shí)際情況將感知信息進(jìn)行處理，就此形成相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)。就目前而言，遙感技術(shù)屬于一門比較復(fù)雜的學(xué)科同時(shí)也是一項(xiàng)現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，是衡量國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。

遙感技術(shù)始于19世紀(jì)初期（1839年）的攝影術(shù)。19世紀(jì)中葉（1858年）利用氣球從空中對(duì)地面進(jìn)行攝影，1903年飛機(jī)問世后，航空遙感開始應(yīng)用于軍事，后廣泛應(yīng)用于地形和地圖制圖、地質(zhì)調(diào)查、工程建設(shè)、農(nóng)業(yè)土地調(diào)查等方面。

遙感技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)存在較大差別，其主要是運(yùn)用遙感器來完成所有的遙感任務(wù)，通過對(duì)地面的遙感對(duì)象進(jìn)行測探。其具體特征主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）探測效率高：現(xiàn)代科技遙測高度已達(dá)10km以上；陸地衛(wèi)星采用900km近圓形軌道。每張遙測圖像的地表范圍達(dá)183km×98km。我國最大的長江流域約為100萬km2，采用陸地衛(wèi)星遙感技術(shù)只需200左右張遙測圖。

（2）獲取信息的成本低、速度快、周期短。

（3）在進(jìn)行遙感探測的過程中，該遙感器受到地形環(huán)境影響微乎其微，其中比較普遍的地形環(huán)境為高山、同時(shí)還有沙漠，在此基礎(chǔ)上甚至還有冰川等。

（4）遙感技術(shù)最為重要的一項(xiàng)特征即為：獲取遙感信息的途徑較多。根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查顯示，應(yīng)用最為廣泛的信息獲取手段是利用光譜波段，在對(duì)探測對(duì)象進(jìn)行探測研究工作的過程中，運(yùn)用該波段能夠準(zhǔn)確高效的探測出相應(yīng)信息數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)于同一遙感對(duì)象可以采取不同的遙感儀器，這一方法能夠最大程度的保證遙感信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。除了上述的兩種方法以外，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，近年來還可以運(yùn)用紫外線、微波波段，在此基礎(chǔ)上還有紅外線等進(jìn)行研究對(duì)象的探測工作，這一遙感技術(shù)具有一定的先進(jìn)性，其不但能夠?qū)ρ芯繉?duì)象的地表情況進(jìn)行詳細(xì)的探測，甚至能夠探測出研究對(duì)象的相應(yīng)實(shí)際深度，這為對(duì)象研究的精確性與高效性提供了保障[1]。

通過上文對(duì)遙感技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行闡述分析發(fā)現(xiàn)，遙感技術(shù)在我國的各個(gè)研究領(lǐng)域都扮演了重要角色，起到至關(guān)重要的作用。特別是我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展、氣象探測、地質(zhì)研究以及環(huán)境保護(hù)等等各方面，合理應(yīng)用遙感技術(shù)能夠在一定程度上提高我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，對(duì)我國科學(xué)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

就目前而言，遙感技術(shù)應(yīng)用范圍愈來愈廣泛，已經(jīng)與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)越來越緊密結(jié)合在一起，形成通常所稱的3S技術(shù)，在水資源管理的各個(gè)方面都獲得廣泛應(yīng)用，成為數(shù)字流域以及各種基于計(jì)算機(jī)的水資源管理系統(tǒng)的核心。可以從以下幾方面進(jìn)行嘗試性研究。

1　遙感技術(shù)在水資源與生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

（1）土地利用狀況分析

所謂土地利用情況分析，主要是對(duì)我國的水資源、土地資源以及我國的生態(tài)環(huán)境等方面進(jìn)行實(shí)際評(píng)價(jià)分析，這一工作主要運(yùn)用遙感技術(shù)來完成。通過不同流域土地利用狀況的比較可分析其水資源及其利用條件的差異，通過同一流域不同時(shí)期土地利用狀況的變化可分析其水資源利用的演變過程及其對(duì)今后流域水資源利用潛在影響。

（2）生態(tài)環(huán)境變遷分析

土地利用情況分析之后可以進(jìn)行相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境變遷分析工作，兩者具有一定的關(guān)聯(lián)性。生態(tài)環(huán)境變遷分析主要是根據(jù)土地利用情況的分析研究數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，就此形成相應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。隨即相關(guān)研究人員運(yùn)用地理信息系統(tǒng)地形分析模塊對(duì)其動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，從而生成相應(yīng)的遙感影像，將每一模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，通過數(shù)據(jù)的差異性能夠分析生態(tài)環(huán)境變遷情況。具體而言，基于遙感的生態(tài)環(huán)境變化分析既可以包括綠洲、水庫湖泊水面、冰川積雪、濕地、森林、草場等在內(nèi)的眾多因子的范圍和面積時(shí)間變化，也可以包括利用遙感直接提取植被指數(shù)與生物量等因子來分析植被狀況及其變化趨勢。

（3）生態(tài)耗水（需水）分析

除了上述的土地、生態(tài)環(huán)境兩方面以外，生態(tài)耗水（需水）分析也比較重要，該數(shù)據(jù)分析對(duì)我國水資源的利用情況以及相應(yīng)規(guī)劃具有重要作用，在西北干旱缺水的內(nèi)陸河流域尤其重要[2]。目前，對(duì)于生態(tài)耗水（需水）分析主要利用遙感技術(shù)來完成，遙感技術(shù)首先對(duì)土地利用情況進(jìn)行分析，同時(shí)再進(jìn)行生態(tài)環(huán)境變遷分析，根據(jù)這兩方面的相關(guān)探測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，形成生態(tài)耗水（需水）分析動(dòng)態(tài)規(guī)律，并且根據(jù)其規(guī)律研究出其與水資源的關(guān)系，最終計(jì)算出生態(tài)耗水（需水）。應(yīng)該說，這一方法使生態(tài)耗水（需水）向定量化計(jì)算邁出一大步，因此在水文水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃管理中有很現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義。

（4）土地利用與覆被變化水文響應(yīng)

大規(guī)模的水土資源開發(fā)利用已經(jīng)成為流域水文水資源規(guī)律發(fā)生變化的最重要因素，有關(guān)土地利用與覆蓋變化對(duì)流域尺度水文循環(huán)的影響研究是當(dāng)前國際社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題，也是水文科學(xué)的前沿領(lǐng)域[3]。針對(duì)水資源變化特點(diǎn)和開發(fā)利用中存在的問題，以水循環(huán)與水資源演變規(guī)律為基礎(chǔ)，以流域水資源評(píng)價(jià)為主線，對(duì)流域水資源變化過程的影響機(jī)理及流域水循環(huán)演變規(guī)律進(jìn)行研究，對(duì)于水資源的可持續(xù)開發(fā)利用具有一定的指導(dǎo)意義。

（5）3S技術(shù)在水資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

利用遙感可以獲取土地利用、植被覆蓋信息以及降雨、ET、土壤水分、地面水體等水文因子，并在GIS平臺(tái)下，對(duì)遙感信息以及常規(guī)地面觀測信息進(jìn)行綜合分析，可為水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃提供有力支持。

2　遙感在融雪徑流中的應(yīng)用

利用遙感技術(shù)實(shí)施雪蓋范圍、雪的狀態(tài)以及積雪消融程度的監(jiān)測，具有分辨率高、監(jiān)測范圍廣的特點(diǎn)。

采用遙感技術(shù)估算大尺度積雪時(shí)空變化是目前唯一有效的方法。利用遙感資料提取區(qū)域歷年雪蓋信息，對(duì)研究區(qū)雪蓋變化趨勢及融雪徑流進(jìn)行定性分析，在此基礎(chǔ)上，利用衛(wèi)星遙感與地面觀測資料相結(jié)合反演雪深，建立融雪徑流預(yù)報(bào)模型，量化研究區(qū)域融雪徑流變化規(guī)律，提高融雪徑流預(yù)報(bào)精度，為區(qū)域防洪減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

3　遙感在水資源利用中的應(yīng)用

水資源開發(fā)利用必須建立在可靠的水文信息和對(duì)流域水文規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)之上，但隨著開發(fā)利用規(guī)模的擴(kuò)大，也會(huì)使流域水文規(guī)律發(fā)生變化。因此，研究水資源時(shí)也需要對(duì)水資源利用工程的水文效應(yīng)進(jìn)行分析，遙感可廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)、節(jié)水灌溉工程效果評(píng)價(jià)、跨流域調(diào)水前期研究、生態(tài)補(bǔ)水效果評(píng)價(jià)、水利工程建設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域。

4　水資源領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)的注意事項(xiàng)

近年來，我國水資源領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)越來越廣泛，其在應(yīng)用的過程中保證了我國水資源探測的高效性和準(zhǔn)確性。但是遙感技術(shù)的應(yīng)用需要注意研究資料的選擇。通常情況下，不同的資料其所記載的數(shù)據(jù)是不相同的，選擇合理正確的資料能夠保證探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其中比較典型的就是航空遙感資料，該資料具有一定的差異性，就此其資料當(dāng)中所記錄的數(shù)據(jù)就不相同，特別是航天遙感資料當(dāng)中的地面分辨率數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上還有航天遙感資料當(dāng)中的地面覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)，這兩類數(shù)據(jù)具有不同的特點(diǎn)，所以，對(duì)于水資源領(lǐng)域應(yīng)用遙感技術(shù)要特別注意資料的選擇性與差異性。

其次，與傳統(tǒng)的人工探測水資源相比，遙感技術(shù)能夠更加便捷高效，但是其離不開人工作業(yè)，這兩者不能夠分開單獨(dú)工作，將兩者相互結(jié)合能夠最大程度的提高探測工作的工作效率，并且通過人工的實(shí)際測量能夠在根本上保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

5　結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，遙感技術(shù)被應(yīng)用到越來越廣泛的領(lǐng)域，作為一項(xiàng)新的科學(xué)技術(shù)手段，其在農(nóng)業(yè)發(fā)展、地質(zhì)研究等方面逐漸取代傳統(tǒng)探測手段，其不但使我國探測技術(shù)高效化，同時(shí)也使探測數(shù)據(jù)越來越準(zhǔn)確全面，其為我國科學(xué)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步起到一定的促進(jìn)作用。陜西水利

參考文獻(xiàn)：

[1]葉成名.基于數(shù)字地球平臺(tái)的地學(xué)信息資源整合初步研究[D].成都理工大學(xué),2007.

[2]田偉.遙感技術(shù)在土壤水中的應(yīng)用研究[J].太原科技,2005(6):64.65.

[3]張文明,董增川,錢蔚等.遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].節(jié)水灌溉,2007 (8):24.28,32.

（責(zé)任編輯：暢妮）

中圖分類號(hào)：P332

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B