遥感技术在水利行业应用现状综述_寇尔丹

遥感技术在水利行业应用现状综述

寇尔丹

(沈阳市浑河管理中心，辽宁沈阳 110011)

摘要：遥感技术以其特有的优势，在水利行业的发展中发挥了越来越重要的作用，文中通过对遥感技术在水利行业各个领域的应用进行分析整理，从水利工程建设、水资源管理、水环境治理、农田水利应用四方面论述遥感在水利行业的应用现状。

关键词：遥感，水利，水资源

中图分类号：TV211 文献标识码：A

1前言

新技术的不断发展，给水利行业的发展带来诸多机遇。以地球科学、航天科学、材料科学等新兴学科为基础，发展并兴起的遥感技术在越来越多的领域发挥独特作用和优势。近年来，各种各样的水问题不断出现并引发不良影响，旱涝灾害、水质恶化、城镇供水不足等社会问题相继涌现，并越来越成为人们关注的对象，传统的水利行业也开始又一次引起人们的重视。遥感技术以其信息量大、观测范围广、精度高、速度快等优点在对促进水利行业发展上所起的积极作用越来越得以体现[1]。笔者结合多年工作经验，以遥感技术在水利工程建设、水资源管理、水环境治理、农田水利应用四个方面应用为出发点展开讨论，分析和论述遥感技术在水利行业的应用现状和趋势。

2 水利工程建设

2.1 遥感技术与水利工程测量

测量是水利工程建设的基础，在水利工程规划设计阶段，它提供最基础的资料，包括地形资料、水文地质资料和水文测量等基础资料。在工程施工阶段，测量还有进行现场放线，建立完整的施工网络，将图纸的内容向工程实际转换[2]。

传统的测量以光学经纬仪和水准仪为主要仪器，优点是测量精确度较高，但是这种测量方式的测量周期较长、人力劳动强度较大，受天气气候因素影响较大，尤其是很多水利工程处于地形复杂的山区，给传统的测量工作带来极大挑战。传感器技术的发展，使遥感影像的空间分辨率大大提高。目前，高分辨率遥感卫星成为了获取大面积地形数据的主要来源，大大提高了工作效率。

2.2 遥感技术与水利工程监测

由于水利行业的特殊性，许多水利工程体积较大，且混凝土结构较多，而大体积混凝土结构会随着时间的推移和外界环境的变化而产生变形，危机工程的安全运行。因此，大体积混凝土结构变形监测就成为了工程管理必须面对的问题。

利用对不同时期高分辨率遥感影像对比分析，可以直观的看出工程的位置变化和形状变化。结合计算机技术的高效快速计算优势，利用专业的遥感影像软件，可以进行快

速的进行空间分析，实现对大型水利工程的自动化监测。

2.3 遥感技术与水利工程征地移民

水利工程征地移民是水利工程建设工作的重要组成部分，很多大型水利工程移民安置投资占水利工程总投资的比例远大于工程本身的投资。由于征地移民工作牵涉经济补偿、移民安置等环节，传统的征地面积靠当地居民和地方政府政府层层上报的方式，这种方式随意性较大，极易产生投资浪费和腐败等问题，严重损害了国家利益和当地居民的合法权利。另外，移民的工作进展情况调查时间周期长，不便于下一步工作的快速科学决策。

通过遥感技术在数据获取和分析方面的优势，可以对移民安置过程中的各个环节进行动态监测。通过对移民区域的实物解译，计算征地面积，确定投资规模；通过对不同时间遥感影像分析，对搬迁进度情况进行调查；在GIS平台中利用遥感可以直接量取地形与地貌，为移民动迁路线和移民安置区域的确立提供依据[3]。

3 水资源管理

目前我国人均水资源占有量约为2000m3，仅仅相当于世界平均水平的四分之一，居世界109位。而且水资源已经成为我国经济社会发展必须面对的重要问题。资源性缺水、水质性缺水、工程性缺水等或多或少地影响着城市的发展速度。

由于水资源的分布具有明显的时空分布特性，以卫星遥感信息为基础，结合GIS、GPS构建流域信息管理系统是目前世界上对水资源管理的有效方法之一。通过高分辨率遥感影像的信息提取，构建区域内水资源基础数据库；利用水资源评估预测模型、地下水模型、水资源运移模型可以实现对水资源时空分布特征、转化规律、生态需水已经耗水原理的了解和分析，最大限度地对水资源进行优化配置[4]。

4 水环境治理

随着工业尤其是化工产业的发展，造成了严重的水污染、水体富营养化、海洋赤潮等一系列的水问题，对我国本已严重缺水的形势可以说是雪上加霜。

由于不同水体具有不同的光谱特性，利用高光谱遥感影像对水体进行遥测，可以实时快速的获取水体的光谱信息，结合地面光谱数据和对采集点的水质化学分析，亦可以进行定量分析。利用空间分析技术，对水体的整体水质优劣程度进行了解。

利用遥感技术进行水质监测具有快速、简便、经济等优点，它也是目前进行水质监测的主要手段。对于监测数据进行分析，可以为水环境治理提供依据。

5 农田水利应用

5.1 洪涝及干旱灾害监测

洪涝和干旱灾害一直是影响我国农业发展的两种最为严重的的自然灾害。由于我国属于季风气候，各地的降雨量在不同的时间也不尽相同，而且我国大部分江河的下游都

是我国主要的粮食主产区和人口密集区，因此一旦出现洪涝灾害不但会造成粮食减产甚至绝产，而且会对下游老百姓生命财产安全构成威胁。由于气候变化，近些年以来，我国几乎每年在相同或不同地区都会出现不同程度的干旱情况，受灾人数也在呈上升趋势[5]。

土壤中水分是土壤与大气进行水分交换的反应，它能在侧面反应出地表温度、自然条件以及人为操作的变化情况。同时，土壤中水分的含量与土壤干旱程度有着直接关系，因此通过对土壤中水分含量的变化来预测土壤的干旱程度也是遥感监测干旱的理论基础。目前，通过近红外、热红外、微波遥感都有对干旱进行监测的成功案例。对当前遥感数据的科学分析，又可以进行灾情的预测和预防。

5.2 灌溉用水预测

灌区的需水量估算是灌区管理工作的重点，它直接关系到水资源的分配和利用是否实现了利益最大化。确立正确的灌溉需水总量和供水调配方案是两个重要环节。通过遥感技术可以快速的判断出各种作物的种植面积和空间分布，对于确立灌溉制度起到很大的积极作用。另外，通过专业的模型和分析算法，可以对各种水利数据进行深层次的分析，为有关部门提供科学的计算结果和决策依据[6]。

6 结束语

伴随着遥感技术的发展，它对水利行业的渗透也日益增强，传统的水利行业也在发生着巨大变化。从目前水利行业的发展趋势来看，水利事业也正在朝着数字化信息化的方向发展，以遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）为为支撑的3S技术必将将水利事业注入新的活力。

随着航天科学和材料科学的发展，遥感技术也向着超光谱、高空间分辨率的方向发展，这为遥感定性分析向精确定量分析提供了可能性。超光谱的研究也必将成为水利事业研究的重点方向。

参考文献

[1] 高玉蓉,许红卫,丁晓东.基于C5.0的钱塘江流域地区土地利用/覆被信息提取研究[J].生态科学,2012,5(31):482

[2] 荆秀英.高科技在水利工程测量中的重要作用[J].民营科技,2013,1:208

[3] 钟磊,马力,谭振江.遥感技术在水利水电工程建设征地移民中的应用[J].人民长江,2013,2(44):100-101

[4] 保翰璋,姚檀栋,李文君,温续余.疏勒河流域水资源管理决策支持信息系统设计[J].遥感技术与应用,2002,6(17):337

[5] 孙富春.遥感数据共享系统在防洪抗旱中的应用[J].黑龙江水利科技,2013,5(41):179-181.

[6] 迟燕.遥感技术在农田水利资源中的应用[J].软件导刊,2012,5(11):48