解析3S技术在水文监测中的作用

王世俊

摘 要：随着全球化科技时代的到来，各种新型技术手段与人们的生活和工作关系日益密切，在信息搜集方面，3S现代信息技术系统被得到广泛的应用，我国在地质与水文方面的检测也运用了3S技术，这不仅有利于提升水文工作开展的整体效率，增强水文信息的准确性效果，也对水污染防治和水文灾害起到有效预防的作用。

关键词：3S技术；GPS；GIS；RS；水文监测；技术优势；作用

1 3S信息技術系统在水文监测工作中的运用

全球信息化产业的发展趋势不可挡，从上世纪90年代中期，我国就意识到了信息系统的重要性，GPS（全球定位系统）最先应用在民用和商业的环境和信息监测领域，随后，RS（遥感技术）和GIS（地理信息系统）也广泛应用于我国社会的经济建设中。直至今日，我国的整体技术水平仍走在世界前列，尤其在地质行业的水文监测方面应用3S技术是相当有必要的，这取决于我国现实的基本国情。我国幅员辽阔，水资源总量丰富，但由于人口密度大，使得水资源的人均分配量明显不足，而且，我国广袤的国土面积也使得水资源分布的地理位置差异明显，数量严重失衡。不仅如此，近年来由于我国社会经济的快速发展，对水资源的需求量也逐日增加，水资源数量的不断减少加上日益严重的水污染问题使得人与自然的关系不断恶化。在这种状况下，在水文工作中采取先进化的科学技术手段，如3S信息技术系统将更快更好的对我国的整体水资源现状开展检测和评估工作，进而对有限的水资源进行合理的分配和利用，还可以通过系统的检测开发出潜在的水资源因素，有效的缓解我国严重的人水矛盾。此外，我国科技现代化的趋势要求通过3S技术手段实现水文监测系统的现代化。3S信息技术系统的应用可以帮助解决以往靠传统手段解决不了的水文问题，还可以对水文检测时的自然数据进行科学分析，加强水文监测过程中获取信息的快速性和可靠性，进而可以根据监测数据的分析结果得出科学的结论和解决问题的合理化方案。可以说3S技术的应用将为我国水文监测工作带来飞跃式的发展。

2 3S 技术的优势以及在水文监测中的重要作用

3S技术是集遥感系统RS，地理信息系统GIS和全球卫星定系统GPS于一体的综合性技术体系，其对信息的收集，整理，分析和归纳的过程快速高效准确，使得在全球范围内发展速度呈现快速蔓延的趋势。RS系统的运行是依靠遥感卫星接受各类物质的有效信息，对信息进行有效处理，实现物质的远程控制。它的特点包括信息获取的高效性，准确性和广泛性，信息分析的科学性和精确性，而且能够最大限度的节省人力物力，其信息检测分析结果比人力更胜一筹，目前可广泛应用于水文气象观测，病虫害预防，城市环境监测等社会各领域检测。地理信息系统可以对各种类型的地理信息实施管理分析，它可以将所观测到的地理信息绘制成具有可视性的地图上，使信息更加具象化，另外，它还兼信息检索，处理，分析等多种功能为一体，在自然农业信息处理与预防方面起到非常显著的效果。全球定位系统最先在上世纪70年代由美国开始研制开发，它能够从陆海空三个方向进行三维数据分析，精确判断目标位置，并且不受外界环境的干扰，广泛应用于测量，导航等领域。

2.1 预测冰川融化趋势

全球化变暖的趋势不断加快，人们开始关注冰川的融化速度及相关数据的测量。3S系统通过其检测手段的优势，能够用于测量和分析冰川的各项变化指标，包括冰川面积厚度的测量和融化度的计算，冰川表面积雪的覆盖率和变化率的测量，这些手段都大大降低了人力操作的难度，节省了不必要的浪费，甚至使不可能变为可能。

2.2 预测及掌握降水量变化规律

对降水量数据的分析和掌握可以有效预防降水量所带来的负面影响，还可以提前计划对降水的防控与利用，3S信息处理系统的应用在这方面起了很大作用。水文变化的主因就是降水量的多少，运用3S系统进行降水的预测包括对降水区域的预测和降水量数值的预测，有利于在降水不足时提前做好水资源储备，在降水过量时做好储水和防涝的预防，对个人和社会都产生息息相关的作用。

2.3 对水文灾害的检测与评估

对水文信息进行监测的另一重要目的就是要更好的建立水灾预警和评估机制，水文灾害是世界范围内共同面临的严峻课题，水文灾害的难预防性，多发性和后果严重性是造成人类不断受到其侵扰的根源，3S技术应用其覆盖地域的广泛性实时开展水文信息监测，构建地质模型，进行水文灾害的信息收集和统计，对水文灾害的发展规律进行有效评估，在一定程度上为我国的水文灾害的预防和灾后修复提供了极具参考价值的数据，更好的保证了人民生活的稳定和社会的和谐。

2.4 水体污染的监测和防治

水污染问题是环境污染的一项重要组成部分，已成为社会日益关注的话题，早期的水污染数据的测量不仅浪费大量的物力人力，而且各地水质情况的不同造成了取样的困难，延长了整个水体检测结果出来的时间，现阶段我国水污染防治主要应用3S技术，其检测范围不受地理位置的局限，水质采样数据更快速全面，可以对我国水资源分布和污染程度提供全面及时的监测数据，更好的对水污染现象进行检测和防治，缓解水污染扩散的趋势。

2.5 建立矢量图形和遥感影像库

根据我们所做研究的总体目标和/3S0的技术特点，需要收集的基础资料主要是沿江区域的图形资料和图像资料。其中图形资料包括沿江的各种地形图、行政区图、土地利用现状和植被分布等专题地图，尤其是要收集已有的电子地图，这些资料中包含着我们所必需的空间信息。收集地形图的目的主要是提取当地的高程数据以建立数字高程模型（DEM），以及对遥感图像进行几何配准和校正。为了使研究的最终成果发挥最大的效用，要求所收集的地形图比例尺要大，其中的高程数据也要尽可能地精确。如果比例尺过小，可以应用GPS技术来补数据以放大比例尺。对于坡度变化较大且等高线较稀疏的地方，也需要应用GPS技术补测据以对等高线做加密处理。因为所有的分析和计算都是基于电子数据的，所以要通过GIS对收集到的非电子形式的图形资料数字化，建立起矢量图形库。目前用得最多的遥感图像种类有TM图像和SPOT卫星影像。SPOT卫星具有两个重要特点：一是能形成立体观测，以东西不同视角对同一地方进行观测所得到的一对影像，通过GIS软件的自动相关处理可以直接生成DEM；二是具有指令控制编程系统，可以通过编写指令控制卫星的观测范围以满足某些特定的应用，提供了对数据可靠性的最大保障，这在同步监测、长期监测、动态监测等对数据时间、质量要求严格的应用领域非常可贵。

3 结束语

随着社会进步不断对水文监测工作提出新的要求，水文监测工作需要在技术方面取得较大的突破，而在这种背景下，现代信息技术的发展为水文监测技术的不断更新提供了有力的保障，许多先进的技术如3S技术等都被应用于水文监测行业以促进水文监测工作效率和质量的提高，同时也使水文监测工作能够在推动社会发展方面做出更多的贡献。文章简单的对3S技术广泛应用于水文监测行业的必要性做出论述，同时对3S技术在水文监测工作中的作用进行了探讨。

参考文献

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