遥感技术在水文水资源管理领域的应用

徐琼

摘 要：我国水资源匮乏且分布不均，各地区需要根据本地实际情况，提出相应对策对水资源进行协调和管理。利用遥感技术对水文水资源进行管理，是我国当前的新型水资源管理方式。本文以安阳水文站为试点，探讨遥感技术在水文水资源领域中的具体应用及其应用优势，为各地水文水资源管理提供可行性建议。

关键词：遥感技术;水文水资源管理;监测模式

中图分类号：P332 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）18-0066-03

Abstract： Water resources are scarce and unevenly distributed in China， so every region should put forward corresponding countermeasures to coordinate and manage water resources according to local conditions. Using remote sensing technology to manage hydrology and water resources is a new type of water resources management mode in China in the new period. The purpose of this paper is to study the advantages of remote sensing technology in the field of hydrology and water resources， and to explore the specific application of remote sensing technology in the Anyang hydrological station as a pilot， so as to provide feasible suggestions for the management of Hydrology and water resources in various places.

Keywords： remote sensing technology;hydrology and water resources management;monitoring mode

遥感技术作为现代新型科学技术，在我国水文水资源领域应用极为广泛。遥感技术能够实现对水文状况和水资源信息的精准探测，并整合收集的信息和数据，以更直观和形象的表现形式如图片、音频、视频等方式呈现，帮助工作人员精准地识别目标形态和状态。在水文水资源领域合理运用遥感技术，能够有效减少工作量和降低人力资源成本，提高资源的合理使用效率。

1 遥感技术应用于水文水资源管理领域的優势

遥感技术借助物体的电磁波反射和辐射，实现对监测目标的数据收集和归纳分析。整理收集和归纳分析得到的数据信息，通过技术手段将电磁波信号转化成影像数据，能够实现对监测目标更形象、更直观地展示。遥感技术是一种以飞机、卫星设备或其他相关的飞行装置为负载体，通过专门的传感器，对地面目标的电磁信息进行收集、整理和分析，以此来判断该地区环境以及相关地籍资料的技术。任何物体在不同的状态下都可以由自身发射出不同的电磁波，即人们常说的物体具有一定的辐射特性[1]。将遥感技术应用于水文水资源领域，对保证我国水文水资源资料的完整性和促进我国各部门在水文水资源管理方面的研究都具有重要作用。遥感技术在水文水资源领域的应用具有诸多优势，主要体现在以下几个方面。

1.1 突破地域局限

在早期水文水资源监测中，主要依靠人力来搜集信息，这导致最终收集到的信息资源往往是片面的和不完整的。一旦出现一些诸如恶劣天气、复杂地形等人力无法对抗的因素，就会使水文水资源监测工作无法顺利进行。遥感技术的出现不仅打破了地域局限，还降低了气候、天气等因素对水文水资源监测的影响，使得我国在水文水资源监测和管理方面的工作变得更加便利和高效。

1.2 有效捕获各种光源

光源类型多种多样，主要包含不可见光和可见光两大类。遥感技术作为一种新型技术，不仅可以捕捉到紫外线、红外线和其他微波信息，还可以识别一些人眼无法识别的物体特征。遥感技术的出现突破了之前水文水资源监测管理中的范围局限，扩大了当前水文水资源监测管理工作的界限。在早期的水文水资源监测中，由于受到雨雪、冰雹、雾气以及地表植被等因素的干扰，传统的监测技术无法实现信息的精准化。遥感技术则摆脱了以上干扰，通过不间断地工作，保障了我国水文水资源资料的完整性，为我国水文水资源管理和监测提供了技术支持。

1.3 信息采集高效化

在遥感技术出现之前，人工作业下的水文水资源监测工作时间长，而且涉及人为干扰环节较多。在多种可知和未知因素干扰下，勘测结果的准确性往往无法保障。遥感技术利用卫星进行遥感监测，成像周期短，在短时间内就可以完成对水文水资源的采集任务，通常只需要一次性监测即可完成任务。应用遥感技术，使得水文水资源信息的容量和精确度都大大领先于人工信息采集方式[2]。

2 遥感技术在水文水资源管理领域的具体应用

本文以安阳水文站为试点单位。安阳水文站位于海河流域南运河水系卫河支流，安阳河中下游，包括河道站、基本水文站和山前区域代表站3个子站，属于安阳市区洹河河道防汛的重要单位。它的基本断面以上集水面积为1 484 km2。

2.1 勘测水资源

遥感技术在勘测水资源方面的应用，主要指遥感技术对地面的河流、湖泊以及水位的遥测监控记录，见图1。通过整合收集到的信息，形成清晰的图像，以精准地分辨出湖泊、地形、河流的基本形态，从而得出不同地形和地貌对河流湖泊的影响[3]。对于地下水资源系统的监测，遥感技术更多是通过监测区域内的地质情况，根据反馈的信息资源，对地下水资源系统的完整性和水量进行分析，得出地下水资源的分布范围和特点，从而进一步获得地下水资源生态系统的内部平衡关系，最终实现水资源勘测和保护最优化的目标。

2.2 径流量预测与预报

遥感技术对信息数据的处理速度极快，输入对所监测区域内水资源的模型信息，可以计算相应的数据信息。因此，将遥感技术与水文气象站的相关数据结合起来，可以实现径流量预测与预报。遥感技术无法实现河流径流数据的精准测算，对于河流的径流量预测与预报主要是根据土壤、地形、地貌以及绿植等相关因素，再结合区域内的降水量、蒸发量等相关数据，从而推导出河流的径流量预测与预报[4]。在早期径流量预测中，人们就积极尝试利用遥感技术来获取相关信息，如今还可以通过卫星云图和水纹模型来分析土壤与植被情况，通过雷达预测降水量信息，以此实现对径流量的预测。2020年6月安阳站预测成果表，如表1所示。

2.3 水资源保护

在水文水资源保护方面，遥感技术除了监测光、地形等因素来获取水文水资源情况外，还可以通过水文水资源表面的悬浮物来鉴定区域内水文水资源的水质情况。悬浮物的沉降、多少、分布及扩散程度等都直接影响区域内水文水资源的水质情况，影响区域内湖泊和河流的生态环境。因此，遥感技术通过对水文水资源表面的悬浮物的反射波监测，可以实现对湖泊和河流生态环境的监控。此外，根据水中藻类和陆地植被的光谱特征不同，遥感技术可利用其不同的反射率实现对水中藻类的监控，继而实现对湖泊和河流生态环境的监测。一般情况下，在水中藻类富集时，水体会出现富氧化现象。通过遥感技术监测富氧化水体中藻类绿色浓度，再进行信息收集和整理，能够了解该区域水体富氧化的程度，从而能够更加及时有效地采取措施进行干预，以保证区域内湖泊和河流生态环境的健康和均衡发展。

当区域内水体出现污染时，水体的温度、湿度、透明度、颜色以及光亮度等条件都会发生变化，主要体现在其反射率上。遥感技术通过监测反射率的变化来获得水体信息，并根据形态、纹理、色调等不同，推断该区域内水体出现污染的面积、污染源和污染浓度等信息。对于一些紧急情况，如水资源突然出现不明污染时，为了保障人们的用水安全，可以利用遥感技术收集被污染水资源的数据信息，再通过成像技术实现对该区域内水资源的实时跟踪，从而快速寻找到污染源，并妥善处理污染水资源[5]。

2.4 降水量监测

降水量监测主要是将遥感技术与卫星设备相结合，实现对远程信息的遥感，并将实时获取的信息快速有效地传递，从而实现对降水量情况的掌握。遥感技术中的雷达技术可以对空气中的电磁波和云层数据进行监测，从而更精准地监测到降水数据，实现对降水量的实时监测。

2.5 水资源领域地质灾害监测

地质灾害会对水文水资源工程建设带来极大的阻碍，增加工程建设成本与难度，甚至会引发安全事故。目前，遥感技术可以监测出滑坡、崩塌以及断裂构造等地质灾害。

①滑坡。滑坡是一种较为常见的地质灾害，主要是由土層不稳定导致。在滑坡监测中，采取融合多源数据的方式，根据滑坡描述性特征，将相关信息从数据中标记出来，从而推测可能会出现水文水资源工程滑坡的区域。工程建设施工中应尽量避开这个区域，如果无法避开，需要及时采取针对性措施予以处理。

②崩塌。在监测崩塌灾害时，通过遥感技术分析已知崩塌的纹理特征，可得到水文水资源工程坍塌的基本信息。基于获得的基本信息，可使用数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）确定坡度超过标准值的区域，再用高分辨率影像对基岩高反射率区域进行扫描和数据提取，通过与上述信息的结合验证，圈定崩塌范围。

③断裂构造。断裂构造会对水文水资源工程的稳定性产生极大影响。断裂构造的监测方法是将三维遥感图像和山体阴影用半透明的方式叠加后，将断裂构造凸显出来。结合地形地质情况，经过色彩空间变换、亮度反转处理后，图像会变得更加直观，便于准确提取出断裂构造的信息。

2.6 水资源动态监测

现代计算机和信息技术的不断发展与进步，极大地促进了我国遥感技术的迅速发展与成熟，也使得遥感技术越来越多地应用于水文水资源管理。例如，将遥感技术同地理信息系统、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等技术结合起来，不仅提高了水文水资源管理的便利性，也有效确保了水文水资源测绘数据的准确性和及时性[6]。例如，动态监测就是水文水资源管理深入使用遥感技术的最直接体现。动态监测技术是在对当地水文水资源使用情况进行调查研究的基础上，以较难以识别的图形、数字等为基础，利用相关计算机技术，对难以分辨、判断的数据信息进行相应处理，并根据特定标准将其转换成为易于识别、判断的图形和文字，从而实现对相关数据信息和资料的有效记录。

3 结语

科学技术的快速发展推动着人类社会的进步，给人类的生活、学习和工作等带来了巨大改变。以计算机技术为代表的现代科学技术，对我国国民经济的进步和发展起到了关键作用。遥感技术的出现、发展和广泛应用，改变了传统的水文水资源监测模式，使得水文水资源信息的获取量和精准性获得了极大提升。因此，各地水文水资源管理部门要加强对遥感技术的利用，以便更好地指导区域水资源的科学合理利用。

参考文献：

[1]董平敏.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].中国地名，2019（5）：37.

[2]马丽娜.水文水资源工作中遥感技术的应用[J].能源与节能，2019（4）：86-87.

[3]刘侠.遥感技术在水文水资源领域中的应用研究[J].农家参谋，2019（6）：244-247.

[4]赵希.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].环境与发展，2020（12）：62-66.

[5]李红艳.遥感技术的特点及在水文水资源领域的应用[J].河南水利与南水北调，2020（11）：72-73.

[6]朱翔宇.遥感技术在水文水资源领域中的应用分析[J].农业与技术，2020（17）：108-110.