王永亮

（河北省衡水水文水資源勘測(cè)局，河北衡水053000）

新時(shí)期3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中的作用初探

王永亮

（河北省衡水水文水資源勘測(cè)局，河北衡水053000）

在信息時(shí)代化的今天，3S技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于水文監(jiān)測(cè)中，極大的保證了水文監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。隨著水利監(jiān)測(cè)部門對(duì)其監(jiān)測(cè)結(jié)果的要求逐步的提升，須加快對(duì)于3S技術(shù)創(chuàng)新的探索，才能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。本文就針對(duì)3S技術(shù)、3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的必要性以及發(fā)揮的重大作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要地分析。

3S技術(shù)；水文監(jiān)測(cè)；作用

水文監(jiān)測(cè)作為水利工作中最重要的部分之一，不僅可以在一定程度上提高資源的利用率，防止水災(zāi)或者旱災(zāi)的發(fā)生，而且對(duì)于我國(guó)的可持續(xù)性發(fā)展也有著極其重要的影響。水利監(jiān)測(cè)的主要作用就是為防災(zāi)救災(zāi)工作的開(kāi)展提供信息數(shù)據(jù)，因此，只有保證了水利監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，才能更好的發(fā)揮其監(jiān)測(cè)的作用。3S技術(shù)的出現(xiàn)，既能夠很好的保障監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性，使其為社會(huì)的發(fā)展提供服務(wù)，還可以降低監(jiān)測(cè)工作的工作強(qiáng)度，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，在保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量的同時(shí)，提高監(jiān)測(cè)的效率。

1 3S技術(shù)的簡(jiǎn)介

所謂3S技術(shù)，就是遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS以及全球定位系統(tǒng)GPS的統(tǒng)稱，可以說(shuō)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與空間技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)等等各種通訊技術(shù)集為一體的高科技技術(shù)。并且，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，3S技術(shù)也在不斷的趨于完善，不再是單一的將RS、GIS、GPS放到一起進(jìn)行使用，而是依靠三者之間的某種聯(lián)系，將其有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，從而構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)體系，可以快速、準(zhǔn)確的對(duì)周圍的信息進(jìn)行收集與處理。RS技術(shù)的主要作用就是，通過(guò)對(duì)接受到的地表的地磁波信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸并處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息監(jiān)控。而GIS技術(shù)則主要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)地理信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理、組合以及分析，并將得出的結(jié)果反映到計(jì)算機(jī)的屏幕上，使得工作人員可以清晰的、實(shí)時(shí)的掌握地理信息。GPS是這三種技術(shù)中人們最熟知的一種技術(shù)，主要用于信息的定位。目前，3S技術(shù)已經(jīng)在軍隊(duì)建設(shè)、航空航天遙感以及現(xiàn)代化的高速公路中得到了廣泛的應(yīng)用，儼然已經(jīng)成為信息化、數(shù)字化的時(shí)代中不可或缺的一部分。

2 3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的必要性

與傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，3S技術(shù)具有準(zhǔn)確度高、工作強(qiáng)度小等諸多的優(yōu)點(diǎn)，在水文監(jiān)測(cè)行業(yè)中的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)越來(lái)越廣泛。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的必要性可以分為兩部分。

一是，我國(guó)水資源的現(xiàn)狀要求在水文監(jiān)測(cè)中必須要使用3S技術(shù)。雖然我國(guó)的水資源總量較大，但是人均的水資源占有量較低，再加上我國(guó)的水資源分布非常不均衡，水文監(jiān)測(cè)工作的難度非常大。尤其是近些年來(lái)，我國(guó)的水資源污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，給水資源短缺地區(qū)的人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)的水文監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段在水文監(jiān)測(cè)的過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的影響較大，有必要在水文監(jiān)測(cè)中使用3S技術(shù)。

二是，時(shí)代的發(fā)展以及水文的現(xiàn)代化要求在水文監(jiān)測(cè)中必須要使用3S技術(shù)。在水文事業(yè)逐步走向現(xiàn)代化的今天，必須要加大現(xiàn)代化技術(shù)手段的應(yīng)用，不斷地推陳出新，才能使得水文事業(yè)獲得可持續(xù)性的發(fā)展。在新時(shí)期背景下進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)的工作人員，要從根本上認(rèn)識(shí)到水文監(jiān)測(cè)工作的重要性，了解到3S技術(shù)對(duì)于工作效率的增強(qiáng)、工作強(qiáng)度的降低具有重要的影響，并不斷的將其完善，才能在水資源日益短缺、污染的情況下，促使水文監(jiān)測(cè)工作盡快的完成轉(zhuǎn)型與升級(jí)，為水資源的開(kāi)發(fā)與水文災(zāi)害的防治提供科學(xué)的、有效的幫助。

3 3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中的作用

由于3S技術(shù)集GPS、RS及GIS三種技術(shù)手段的優(yōu)點(diǎn)于一身，在使用的過(guò)程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地面情況的精確監(jiān)控，而且可以節(jié)約大量的監(jiān)測(cè)時(shí)間，保證監(jiān)測(cè)工作的效率，所以，在水文監(jiān)測(cè)中使用3S技術(shù)，可以保障監(jiān)測(cè)工作的準(zhǔn)確性，較少不必要的人力資源的浪費(fèi)，在一定程度上降低監(jiān)測(cè)的難度，實(shí)現(xiàn)對(duì)水文情況全面的、24h的全自動(dòng)的監(jiān)控。尤其是3S技術(shù)中的RS遙感技術(shù)，可以通過(guò)衛(wèi)星監(jiān)控來(lái)拓寬監(jiān)控的范圍，并盡可能的減少采集數(shù)據(jù)所用的時(shí)間，縮短信息監(jiān)控的周期。截止到目前，3S技術(shù)已經(jīng)在我們生活中的諸多行業(yè)都有了廣泛的應(yīng)用，在水文監(jiān)測(cè)中發(fā)揮的作用也將日益增強(qiáng)。現(xiàn)在我們就將3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)中的作用概括為如下幾個(gè)部分。

3.1 對(duì)冰川、融雪進(jìn)行監(jiān)測(cè)與計(jì)算

在水文監(jiān)測(cè)工作中難度較大的監(jiān)測(cè)工作就是對(duì)冰川與融雪進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)于冰川的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)冰川的面積與分布情況進(jìn)行的，而融雪的監(jiān)測(cè)則涉及到積雪的含水量、密度、厚度等等各種指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。相比于傳統(tǒng)的依靠人力監(jiān)測(cè)的方法，利用3S技術(shù)既可以節(jié)約大量的人力、物力，降低監(jiān)測(cè)工作的成本，而且還能利用3S技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)信息對(duì)所監(jiān)測(cè)的冰川或融雪有一個(gè)更加科學(xué)、全面的了解，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，在冰川、融雪的監(jiān)測(cè)工作中利用3S技術(shù)，還可以避免人為監(jiān)測(cè)時(shí)給監(jiān)測(cè)人員帶來(lái)的生命威脅，提高監(jiān)測(cè)工作的安全性。

3.2 預(yù)測(cè)并計(jì)算降水量

水文監(jiān)測(cè)不單單是對(duì)靜態(tài)的水文狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更重要的是監(jiān)控水文的變化過(guò)程，在所有的與水文變化情況有關(guān)的因素中，降水量的多少是影響水文變化的關(guān)鍵性因素，所以，加強(qiáng)對(duì)降水量的預(yù)測(cè)與計(jì)算，是水文監(jiān)測(cè)中的重要工作。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，采用以往的監(jiān)測(cè)方法對(duì)降水量進(jìn)行預(yù)測(cè)與計(jì)算時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到實(shí)踐的差異與空間局限性的影響，致使預(yù)測(cè)與計(jì)算的結(jié)果不精確。而3S技術(shù)中的RS技術(shù)就可以很好的解決這一問(wèn)題，它不僅可以在最短的時(shí)間內(nèi)，最精確的預(yù)測(cè)出某區(qū)域的降水情況以及該區(qū)域的降水空間分布，還能分析出大氣中汽水的含量等等，使得降水量的預(yù)測(cè)與計(jì)算工作可以科學(xué)的、有效的進(jìn)行。

3.3 預(yù)測(cè)并評(píng)估水文災(zāi)害

近些年來(lái)，由于水文災(zāi)害的預(yù)測(cè)工作做的并不到位，使得人們不能對(duì)即將到來(lái)的水文災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防，為此，頻發(fā)的水文災(zāi)害給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了極大的威脅。國(guó)家在認(rèn)識(shí)到水文災(zāi)害預(yù)防工作的重要性之后，不斷地對(duì)現(xiàn)有的水文監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行完善，盡量降低災(zāi)害的發(fā)生所帶來(lái)的危害。在這種情況下，3S技術(shù)的出現(xiàn)就很好的解決了水文災(zāi)害預(yù)防中的難題，比如說(shuō)，將3S技術(shù)運(yùn)用到洪水預(yù)報(bào)中，就可以利用衛(wèi)星圖像預(yù)測(cè)并監(jiān)控洪水帶來(lái)的損失，為評(píng)估水文災(zāi)害與抗洪救災(zāi)提供科學(xué)的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息；將3S技術(shù)運(yùn)用到漬澇中，可以利用3S技術(shù)中的GIS系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量漬澇的溫度、土壤等等，進(jìn)而對(duì)發(fā)生的災(zāi)害做出科學(xué)的評(píng)價(jià)。

3.4 監(jiān)測(cè)水體污染，保護(hù)水資源

在以往的水文監(jiān)測(cè)中，由于缺乏系統(tǒng)的、全面的資料信息，致使監(jiān)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際情況有很大的偏差，為了減小這種偏差，就要消耗大量的人力與物力對(duì)所監(jiān)測(cè)的地區(qū)進(jìn)行采樣調(diào)查，即使這樣，也會(huì)因?yàn)槿斯げ僮鞅旧硭哂械闹饔^性，增大調(diào)查的結(jié)果與實(shí)際情況之間的差異。而3S技術(shù)中的RS技術(shù)，不僅可以在污染極其嚴(yán)重的水域及時(shí)的、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)出問(wèn)題的關(guān)鍵，方便水資源保護(hù)工作的開(kāi)展，而且RS技術(shù)還具有操作簡(jiǎn)便、監(jiān)測(cè)范圍廣闊的特點(diǎn)，對(duì)于監(jiān)測(cè)水體污染、水資源保護(hù)工作的開(kāi)展有著很重要的作用。

3.5 建立矢量圖形庫(kù)

利用3S技術(shù)可以快速的、準(zhǔn)確的搜集到沿江地區(qū)所有的圖形、圖像數(shù)據(jù)信息，并利用所搜集到的信息建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)高程模型，對(duì)水文實(shí)施動(dòng)態(tài)的監(jiān)控。并且，為了保證數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度，還可以運(yùn)用3S技術(shù)中的GPS技術(shù)放大比例尺來(lái)補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)，尤其是在坡度較大而使得等高線較密的地區(qū)，GPS技術(shù)可以很好的對(duì)等高線進(jìn)行加密處理，便于矢量圖形庫(kù)的建立。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，運(yùn)用3S技術(shù)進(jìn)行水文監(jiān)測(cè)具有極其重要的影響意義。新時(shí)期的水文監(jiān)測(cè)工作人員，必須認(rèn)識(shí)到3S技術(shù)的重要性，并加強(qiáng)對(duì)于3S技術(shù)的掌握，以此來(lái)保護(hù)水文環(huán)境，防治水資源的污染，最終完成我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。本文對(duì)3S技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討，分析了3S技術(shù)對(duì)于提升水文監(jiān)測(cè)水平的重要價(jià)值。針對(duì)當(dāng)前的研究，水文工作中的3S技術(shù)的應(yīng)用還不夠完善，需要相關(guān)科技工作者不斷在工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，充分利用3S技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為水文監(jiān)測(cè)工作服務(wù)。

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1008-1305（2017）01-0030-02

DO I:10.3969/j.issn.1008-1305.2017.01.010

2016-10-10

王永亮（1981年—），男，高級(jí)工程師。