试论水文水资源遥感研究中的若干问题

顾春锋

(江苏省水文水资源勘测局扬州分局， 江苏 扬州 225002)



试论水文水资源遥感研究中的若干问题

顾春锋

(江苏省水文水资源勘测局扬州分局， 江苏 扬州 225002)

当今社会，由于科技的发展，遥感技术已广泛地应用到各个领域，它的出现为水文水资源研究做出了巨大贡献。缩短监测时间、拓宽监测地域，节省人力资源，是其极大的优点。它不仅高效地提供了数据信息，更便利了人们的生活。本文从遥感技术的概念、特点及发展状况入手，在介绍国内外水文水资源遥感应用的情况下，指出我国水文水资源遥感存在的问题，并在此基础上提出解决措施，指出水文水资源遥感的未来发展趋势。

水文水资源； 遥感技术； 存在问题； 发展趋势

遥感技术是科技发展的一项重要产物，它的出现为人们研究水文水资源提供了一项重要的技术手段。水文水资源遥感技术的广泛应用，高效、准确地为人们提供数据信息，对于水文水资源的研究工作具有重要意义。

1 水文水资源遥感技术的概念、特点及发展情况

1.1 遥感技术的概念

遥感技术主要以电磁波的相关理论为依据，分析、记录和收集由电磁波辐射或是反射远距离物体的具体信息，最后将这些电磁波信息处理成影像，依据此信息对地面上的不同景物进行科学准确的探测，来满足人们现实生活中的不同需求。它是一项综合性较强的探测技术，主要应用于资源探测、地面勘测、气象观察等领域。

1.2 水文水资源遥感技术的特点

相较于其他探测技术来说，遥感技术具有高速度、高质量、极强的功能性的特点。将其应用在水文水资源领域中，不仅可以高效地获得大量有力可靠的数据信息，还可以节省人力资源，减少工作程序，缩减工作时间，提高工作效率。

1.3 水文水资源遥感的发展情况

遥感技术在我国已有几十年的应用历史，从20世纪60年代开始我国就有了对水文水资源遥感的研究。20世纪70年代遥感技术开始应用于水质监测，因其在监测水质、探测洪水起伏等方面为人们提供了大量、有效的信息，赢得了人们的广泛关注并开始重点探究。随着科学技术的不断发展，人类活动引起的水圈和地球环境的变化，更需要遥感技术在水文水资源领域的广泛应用。

2 水文水资源遥感的应用现状

2.1 我国水文水资源遥感的应用

水文水资源遥感技术在我国的应用主要表现为直接应用和间接应用。直接应用指通过遥感技术直接对水文变化进行监测并作出判断；间接应用则是将传递、接收到的信息通过公式等方法计算出来得出相关数据。具体应用在以下方面：

2.1.1 降水量、蒸发量的监测

水文水资源遥感技术通过卫星、雷达的相互配合，准确地监测出陆地的降水量情况。微波遥感的重要环节是雷达监测，它通过降水粒子对电磁波的影响来预测雨量，为雨量站提供准确的数据信息，其监测功能更适用于雨量较少、周期较短的局部地区。如遇降水量较大时，降水粒子比较密集，单纯的雷达监测不能够提供正确的雨量数据，此时就需要卫星的协同探测。航空遥感是其主要手段，它通过对大气云层及其周边粒子分布情况的观察，为水文研究人员提供大量准确可靠的数据源，为他们的工作提供便利。

监测蒸发量主要是监测土壤、水面、植被这三方面水量的蒸发情况，通过质量与能量在物理方面的转换来提供准确的蒸发量数据信息。统计经验法、能量余项法与全遥感信息模型法是通过卫星监测收集蒸发量的主要计算方法。因模型多层的特点，土壤也被划分为相应的层次来监测、计算蒸发量。植物蒸腾模型的出现有力地解决了非均匀地面环境下蒸发量的计算问题。

2.1.2 径流量的监测

因径流量自身的复杂性，对其监测也具有一定的难度。遥感技术只能对土壤、地表、植被、水体等进行数据监测与收集，不能直接完成对径流量的监测。人们需要将水文气象站、卫星遥感技术及水文模型共同获得的数据加以分析、整理，进而估算出径流量。近年来不断发展的新型计算方法为实现对径流量的监测提供了便利。

2.1.3 地表、土壤湿度的监测

地表水域的不断变化对判断水域的变化起着重要作用。根据水对近红外线和中红外线吸收能力强、土壤和植被对近红外线和中红外线反射能力强的特点，通过红外灰度图或多光谱扫描图就能清楚地将水体和土壤植被区分开来，这是遥感技术实现对地表水域变化的监测功能。

土壤湿度也称土壤水，是地下水与地表水的中间元素，可通过光学遥感和微波遥感来完成对其的监测。

2.1.4 地下水的监测

当前水资源短缺，地下水是十分宝贵的资源，及时准确地掌握地下水水资源情况对水文研究工作者来说具有重大意义。遥感技术通过与地下水模型的有机结合，可以有效地对地下水的蒸发量、补给能力及是否能满足灌溉水平做出定性定量分析计算。即使在缺乏地形数据的情况下，通过遥感技术也能准确地估算出地下水的灌溉需求量及补给量。

2.1.5 水质的监测

悬浮泥沙、叶绿素、含沙量、化合物、营养物、热释放等的变化都会使水质发生变化，它们产生的可见光和热改变着太阳能量光谱或水面的热辐射。遥感技术利用这一光谱特性与水质变化参数间的关系来监测水质的变化。它不仅可以在空间上实现监测，还可以实现时间上的监测，在改变水质，尤其对于水质污染问题具有高效可行的作用。

2.1.6 洪水等灾害的监测与预报

对于水文水资源的研究遥感技术起到了不可或缺的作用，正确地运用这一技术，不仅可以监测地表水、降水量、蒸发量等，还可以有效地应对洪水这一问题。遥感技术对降水量的实时监测获得的数据及分析得出的降水分布图，可以转换成水文气象数据和径流水位图，将这些数据有效地整理、分析就可以有效地应用于人们的生活。对洪水发生的预报，有助于人们提前做好应对洪水的准备措施，减少其带来的损害。有效地预报洪灾，可以使人们有足够的时间将部分洪水应用于农田的灌溉中，这样不仅实现了可用水资源的节约也在一定程度上降低了洪涝的危害程度。另外，遥感技术还能够通过有效地监测侵蚀土壤的因素，如降水量、植被、人文因素等来控制土壤侵蚀状况，利用得来的数据信息有效地为防治水土流失提供依据。

3 水文水资源遥感存在的问题

3.1 水文水资源遥感的监测能力较低

虽然遥感技术在我国水文水资源中占有重要的地位，对降雨量、蒸发量、地表水、水质、洪涝等起着重要的监测作用，但我国在水文水资源方面对遥感技术的应用水平较低。遥感技术的监测只是应用在局部地区，监测对象发生较大变化时能做出较快的信息识别，对于细微的变化还存在监测死角，数据的缺失现象不可避免。这在很大程度上不利于人们获得准确的数据信息，不能获得水文细小量变的第一手资料，从而无法起到及时预报功能。

3.2 获取的数据信息并非都具有实用价值

遥感技术在节省时间和人力物力上具有无可比拟的优势，它可以迅速收集大量数据信息。但是其收集的数据信息比较庞大，没有针对性，需要从中选择出所需数据来为我们的实际生活服务。

3.3 我国对水文水资源研究基础较差

想要更好地利用遥感技术为水文水资源研究做出贡献，必须要充分了解水文水资源的特点。只有这样才能更好地将遥感技术应用到实际研究中。我国对水文水资源研究从基础上的生态水文方面就较薄弱，生态水文是水文水资源发展过程中的重要方向，只有做好对它的研究，才能更好地抓住我国的水文水资源特性，更好地应用遥感技术为其监测、预报。

3.4 人工作业与遥感技术相分离

遥感技术尽管在时间和空间上存在着较大的优势，但是不能因此而忽略与人工作业的相互配合。通过遥感技术获得的监测数据并非全面且准确无误，它有时也会存在数据缺失等现象，这就要求人工测量的数据作为补充。另外对于一些重要的数据信息需要人工通过其他数据信息进行验证与核对，才能加以利用。因此，在实际生活中，需要人工与遥感技术的相互配合。

3.5 水文水资源遥感信息共享性差

信息共享已成为全球发展的趋势，对水文水资源遥感技术的信息共享也不应例外。建设和完善水文信息技术平台不仅可以节约资源，更有利于对水文水资源遥感技术的研究。但由于资金、技术等投入的不足，水文水资源遥感技术信息还具有明显的地域性、局限性，各水文站不能及时地进行信息交换，信息难以共享。

4 水文水资源遥感问题的解决措施

4.1 加快水文水资源遥感新方法的应用，提高监测水平

由于对水文水资源遥感技术的应用长时间地拘泥于陈旧的方式方法，不能及时将新技术应用于实践中，导致其监测能力下降。这就要求我们随时观测外界水文的变化，将变化及时作用于水文模 型上，研究出新的监测水文水资源的遥感技术。

4.2 加大人工作业与遥感技术的配合

要充分意识到人工作业对水文水资源遥感技术的重要作用，遥感技术虽然先进、省时省力，但是由于其分辨率的差异，并不能将所有数据信息呈现出来，偶尔的数据丢失也是常有的现象。全面准确地把握水文水资源变化情况，仍需要人工的实际测量。只有将二者较好地结合，以己所长补其所短，才能更好地为人们服务。

4.3 加强水文水资源遥感技术的信息共享

信息共享，能使人们在有限的空间和时间中获得更有效的经验方法。对于水文水资源遥感的研究更需要信息的分享，有些较为常见的监测与预报遥感技术都能较快、较准确地提供数据。但是，对于一些罕见的水文监测信息，需要在大量的实验、对比、验证的基础上才能够形成，信息共享就十分重要，可以使其他地区快速地对此水文变化做出探测与应对。

5 结 语

水文水资源遥感技术的深入应用，已广泛影响着人们的生活。它不但缩短了人们对水文资源的探测时间，更突破了人们难以监测到的地域空间领域。虽然其自身存在一些缺陷，但随着它的逐步完善发展，必将会对人们的生活发挥更大的作用。

[1] 马奕，胡坤.遥感技术在水文水资源领域中的应用研究进展[J].黑龙江科技信息，2014(5).

[2] 姜哲石.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].才智,2011(34).

On some problems in the study of hydrology and water resources remote sensing

GU Chunfeng

(JiangsuHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauYangzhouBranch,Yangzhou225002,China)

Currently, remote sensing technology is widely used in various fields as a result of the development of science and technology. It makes huge contribution for hydrology and water resources research. It has major advantages of shortening time, broadening the monitoring area and saving human resources. It not only provides data information efficiently, but also facilitates people’s life. In the paper, problems in Chinese hydrology and water resources remote sensing are described from the aspects of remote sensing technology concept, characteristics and development status under the condition of introducing application of remote sensing in China and foreign hydrology and water resources. Solutions are proposed on the basis, and future development trend of hydrology and water resources remote sensing are proposed.

hydrology and water resources; remote sensing technology; existing problems; development trend

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.04.012

TV213.4

A

2096-0131(2016)04- 0038- 03