水文水资源勘测中遥感技术的应用分析

郭笑千,王蕾

摘要：党和国家机构改革，将水资源调查和确权登记管理职责和统一行使全民所有自然资源资产所有者职责，统一行使所有国土空间用途管制和生态修复职责赋予自然资源部。为深入贯彻落实党中央、国务院关于推进生态文明建设的重大决策部署，全力支撑自然资源部履行“两统一”等新职责新使命，本文结合近年来自然资源部门在水资源调查监测领域探索实践，分析了新时期水资源调查监测的需求与工作中存在的问题，提出了水资源调查监测的目标任务，初步建立了水资源调查监测技术体系。

关键词：水文水资源勘测；遥感技术；应用分析

引言

遥感技术出现的时间比较早，其作为探测技术的一种，可将电磁波理论作为基础，充分应用传感器，对各种远距离目标反射、辐射的电磁波进行收集和处理，进而将其作为信息综合成像的基础设施，对地面景物进行有效的探测识别。此外，遥感技术在实际的探测过程中有着较强的综合性特点，这种技术能够在各种领域发挥出良好的作用，在简化各个工作环节的同时，减轻劳动量，从而提高整体的劳动效率，用低成本完成高精度数据探测，相关工作人员在这一过程中也可以得到更加可靠且精准的探测数据。比如，出现洪涝灾害时，通过对遥感技术进行合理应用，工作人员可以更直观地了解水情分析图，进而合理制定相关的抗洪抢险方法。

1.我国现阶段水文发展情况

水文水资源工程与其他工程之间存在较大的差异，前者涉及的内容比较多，具有较强的综合性和交叉性特点，并且还会涉及地球科学、地下水科学等方面。在我国基础性工程中，不可缺少的就是水文水资源工程，该工程不仅会对国家社会和经济的发展带来较大影响，还会与人们的日常生活存在紧密联系。所以，各领域都要对其给予足够重视。就从目前的情况看来，水文水资源能够将预测预报技术与气象、水务等相互结合，而后与分布式水文模型和天气方面的雷达技术进行融合，最终达到预期的预测预报结果。此外，水文监测工作还要随着时代发展进行改变，充分应用全新的科技，尤其是现代遥感技术。这项技术可以提高水文工作的整体质量和效率，在一定程度上对水资源配置和调度、水生态环境的改良及治理技术的发展起到良好的促进作用。

2.遥感技术在水文水资源勘测中的应用分析

2.1水生态环境监测工作

水资源的保护关系着国民社会可持续发展，而加强水生态环境监测工作就是保障水资源科学可持续利用的重要手段，提高水生态监测能力是一项重要而关键的任务。水生态环境监测是以水的循环规律为依据，以水的质和量及水体中影响生态与环境质量的各种人为和天然因素为监测对象，具体监测内容包容水量、水质、水体生物、水体沉降物等，以达到统一的定时或随时监测为目的。遥感技术是一种基于物体电磁波的监测技术，由于不同参数电磁波不同，监测人员可在不接触目标的情况下，对目标的电磁波情况进行远距离探测、识别和收集记录，并进行分析，从而可判断水体情况，以此来为相关部门决策的制定和执行提供依据。该技术监测范围广，适应性和追踪性强，监测数据获取高效快速，可对水质进行全方位的监测与控制，有效提高水生态环境监测工作效率。利用遥感技术进行水生态环境监测的常规应用流程是数据导入、定位复设置、图像纠正、图像划区、反射率计算、平滑滤波、图像掩膜建立、应掩膜、建立环境模型库、水质反演。由于被污染水体或含有一些物质的水体与洁净水体的光谱特征有明显区别，遥感技术监测一般应用于水体富营养化、泥沙污染、热污染、废水污染、石油污染等方面，监测指标一般包括水体透明度、溶解物、悬浮叶绿素浓度等。然而，遥感监测技术仍处于研究探索阶段，还存在一定的局限性，其作用还未完全发挥。未来还需不断向高光谱分辨率、水质参数模型和水质参数监测项目等方面进行研究，推进信息化技术与水生态环境监测技术的有机结合，提升该技术应用水平，促进水生态环境监测工作的高效开展。

2.2用于水资源保护

河流作为地表径流主要载体，在水循环中发挥着不可或缺的作用，也是人类生活和生态系统的主要水源。河流水资源在调节区域气候、平衡生态系统和保护生物多样性等方面发挥着至关重要的作用，也广泛应用于水电、灌溉和耕作等人类相关活动。因此，河流的水文特征（水域范围、河宽、水位和径流量等）的变化越来越受到关注。河宽是河流水文、水力模拟的基本参数之一，精细监测其动态变化对水资源评估及与水相关的灾害（如洪涝、干旱等）预防至关重要。但是，水文站在人口稀少的偏远地区分布稀疏且不均匀，并且大部分只提供基于点位的河流水文观测，仅利用传统的观测手段很难掌握大型河流的河宽及其变化信息。在这种情况下，卫星遥感通过提供多时相观测影像数据，为大尺度流域范围内河流的监测提供了有效而直接的方法，近年来受到了广泛关注，特别是对于缺少实测数据的偏远山区。受气温和降水的影响，雅鲁藏布江河宽年内变化呈显著的季节性差异特点，夏季河宽一般比冬季河宽宽，中游的季节变化幅度最大，下游的季节变化幅度最小，说明较宽的河段河流宽度绝对变化大，中游的河宽变化和气温降水的拟合关系最高，呈显著正相关，在99%的统计置信水平下，相关系数R值均约为0.7。雅鲁藏布江河宽的动态情况对其水力建模研究提供重要参考。但受制于全球地表水数据GLAD空间分辨率较低（Landsat空间分辨率30m），雅鲁藏布江一些狭窄河道的宽度可能无法检测或存在一定的偏差，例如雅鲁藏布江源头区域。后续研究可考虑采用更高分辨率的Sentinel-2影像和即将发射的SWOT卫星数据对雅鲁藏布江开展更高精度河宽的时空监测研究。

2.3用于径流量预测与预报

通过对2020-2021年度冬季日常接收的极轨气象卫星（包括我国风云三号C、D气象卫星）遥感海冰监测信息的总体分析，本年度冬季隆冬时期前期冷空气活动较频繁，相关地区影响较强，海洋及周边地区气温下降明显，气温与常年相比明显偏低；在重冰期中后期气温又较常年偏高，使2021年冬季海洋海冰覆盖面积的发展情况前期略重后期偏轻，反映出本年度冬季隆冬时节海洋地区气温波动较大的特点。冬季的冰情变化与影响我国北方的冷空气活动有密切关系。2021年1月有多次强冷空气活动对海洋及周边地区造成不同程度的影响，特别是1月上旬的寒潮天气给海洋海域的气温带来很大影响，与常年同期相比相关地区1月份平均气温有所下降，海冰信息较明显；直到2月上旬海洋辽东湾还有明显的海冰覆盖。2021年1月上旬到1月中旬海洋海域海冰发展极为明显，其中1月上旬海洋海域海冰发展达到了本年度冬季的最大冰面积；2月中旬到2月下旬，由于相关地区气温回升明显，海冰开始逐渐消融，2月下旬海冰完全消融，海冰完全消融的时间与常年相比略有提前。全冬季总体海洋冰情偏轻，2020~2021年属于冰情偏轻年份。

结束语

综上所述，遥感技术在水文水资源勘测中占据着非常重要的地位，能够改变传统研究方式中的局限性，获得更加准确且真实的数据资料，提升水文模型及预算精确度，对水文水资源研究发展起到良好的促进作用。此外，工作人员也要提高自身的综合素质和专业知识水平，充分分析先进的遥感技术，在明确水文水资源勘测工作重要性的同时，将该技术落实到工作中，这样才可以将该技术的作用充分发挥出来，提高各个环节的工作效率和质量。

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