遥感技术在水利信息化中的运用及问题分析

发表时间:2021/5/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第3期   作者:宁龙
[导读] 水利信息化发展相当复杂,其中涉及到的内容非常丰富
        宁龙
        华自科技股份有限公司 湖南省 4100000
        摘要:水利信息化发展相当复杂,其中涉及到的内容非常丰富,存在大量的信息数据,并且这些信息数据会随时发生变化,当然这些信息数据在水利中极其重要,有助于水利相关工作的更好实施。将遥感技术应用到水利信息化中已经有几十年的发展,人类认识到遥感技术在水利信息化中的重要性,并也对其进行了大量研究。然而在应用过程中仍然存在某些缺陷,限制了遥感技术的应用效果。基于此,本篇文章对遥感技术在水利信息化中的运用及问题分析进行研究,以供参考。
关键词:遥感技术;水利信息化;运用;问题分析
引言
        近年来,全球气候的极端变化不仅严重影响了人们的生活和生产,而且给水利管理工作带来了巨大挑战。与水利相关领域的管理和控制受到全国和地方政府的重视,这也为无人机在水利管理工作中的利用带来了难得的发展机遇。由于其体积小,机动性强,获得低空资源的多种能力,无人机已逐渐被开发并应用于与水利有关的管理中。
1遥感技术在水利信息化中应用
        1.1水利工程规划建设与运行监测
        遥感技术在调查水利工程所在地的发展情况与水资源情况中发挥着日益重要的作用。由于水利工程所在地多为偏远山区,交通受限,造成了工程勘测难度较大,而无人机遥感技术则很好地克服了这些限制,利用卫星高清图像与近地无人机成像技术,实现高精度图像生成与传输,可以为水利工程规划建设提供准确资料。对于水库等相对静态工程,可以利用遥感技术的水层功能分析,快速得出不同水位影响范围,在水库防洪调度过程中进行辅助决策。此外,工作人员可以利用遥感技术提取程区综合地形地貌、植被信息、交通等基础信息在水利工程施工建设中为工程人员服务。
        1.2地表水资源
        地表水调查作为水利信息化工作中的一部分,在监测过程中需要根据地表水的性质对其使用不同的方式快速获取相关信息数据。作为湿地水体,水底下面存在各种植被和土壤,会受到放射光谱的影响而导致像素值发生变化,于是使用光学技术或者雷达的方式获取地表水资源信息不准确,但是可以通过使用水体指数法、形态学方法等提取数据资源。对不同地区地表水资源进行监测,需要做好相关时段的遥感图像配准,目的在于能够动态监测地表水资源,从而发现地表水资源的变化情况,也能够收集到地表水资源更多的相关信息。另外,通过使用多时相遥感图像,当水资源发生变化时,其中的变化数据能够被提取出来,然后使用激光雷达等方式,可以对发生变化的数据进行定量估算,将会更有利于深入了解地表水的状态,而且还能够进行实时的监测,获取更多重要的相关信息。
        1.3水旱灾害
        在水利信息化中水旱灾害的发生,将会造成大面积的灾害和经济损失,所以非常有必要对这方面进行监测,并且遥感技术在水旱灾害中具有比较长的应用时间。我国将遥感监测系统应用到河流中,对河流的状况进行实时监测,从而能够及时对洪水灾害进行监测,从监测结果看来,遥感技术的应用,能够及时发现水灾,从而给人类更多时间对其进行处理,极大的降低了水灾造成的危害。在对水灾害进行监测时,遥感图像能够建立相关的水体淹没模型,能够得到降水量和淹没区域面积的关系,所以在水灾害中能够发挥重要作用。
        1.4遥感测绘
        无人机具备遥感飞行能力,机身上装有数据遥感装置和一体化数据处理分析系统用作技术支持,并且集成了“3S”技术以满足对监测水体的实时观测和即时数据分析。

经过初步检查和测试,可以根据项目需要获取大范围的航拍图像数据,并可以完成数字化高程模型图和数字正射影像图,为项目建设提供必要的信息。另外,使用无人机遥感手段,把水利工程区域内不同时期的监测影像做假色合成处理,可以获取该时期中水体的淹没规模、水流方向和流度;使用红外波段的水域辐射不同于其他地面物体的辐射,因此适合的红外波段辐射处理能够确定监测水域的水体阈值,以此阈值范围来定义监测流域中的水体和非水体,阈值在该范围内为水体,高于此阈值的即为非水体。根据这一理论,能够推断出水利工程区内一系列水文特点,为水利项目的落实以及推广创造合理基础。
2遥感技术存在的问题分析
        2.1遥感信息系统不完善,可用数据较少
        虽然遥感技术在过去几十年里取得了长足的发展,但是我国遥感技术信息系统机制目前仍不完善,遥感技术在部分工程应用较多,而没有全国范围内的遥感技术监测系统,这在很大程度上限制了遥感技术的推广与应用。相关部门应尽快制定详细的遥感技术使用制度,推进长时间、高精度大范围遥感监测系统的建立。
        2.2遥感技术理论与实践结合制约因素多
        遥感技术是一门涉及地球科学、地质、数学、物理、计算科学、光学等多学科的交叉学科。遥感系统涉及信息接收、处理与应用等多个流程,任何一个流程都会对遥感测量的结果产生影响。在其反演过程中,水体中的不同物质对于反射光谱的影响是相互作用的结果,由于工作人员的知识储备、工作经验不同,反演结果可能会出现一定的误差。而且我国遥感技术主要掌握在科研机构,工作人员理论知识不足,在工作中往往追求信息获取和图像清晰度而忽略了后期信息处理,从而导致遥感理论与实际应用严重脱节。对此,应该适当增加科研基金,为工作一线培养更多的科研人才,促进理论结合实际与我国遥感事业的长足发展。
3水利遥感应用前景
        目前,卫星遥感在水政执法、水资源、水生态等方面得到拓展应用,逐步成为重要业务支撑;河(湖)长制等遥感应用急需大量高光谱数据开展水环境监测。综合水利业务工作和应急监测评估需求,水利遥感有巨大市场和应用前景。随着国内遥感基础研究的不断完善、新技术研究的进步和卫星产业的快速发展,遥感产品的精度、实用性、时效性日益提高。遥感产品的普及应用需要实现自动化及业务流程化处理,具备数据自动获取、处理、入库,以及专题产品生产、共享的能力,能够提供定期、及时、持续、标准的产业化应用服务。高光谱、超光谱遥感和高空间分辨率的凝聚式卫星观测等新技术,以及更多新型遥感卫星资源的运用,将使遥感可对水质分布、污染源等,进行大区域、不间断监测,可很好地应对突发事件,实现水中微生物、光活性重金属等多水质参数的高精度遥感参数反演,对水安全和水环境保护具有巨大的意义。遥感大数据的建设能提供知识化的水利遥感大数据管理、云端化的遥感大数据服务能力,助力“互联网+现代水利和智慧水利”建设。遥感影像处理软件国产化进程日益紧迫,长期以来,遥感影像处理分析类软件主要依靠国外产品,我国还有大量关键系统仍然使用国外遥感处理基础软件,全面启动国产软件替代工作,保障空间信息安全势在必行。
结束语
        随着人们生活节奏的加快和社会的发展,各种生产生活都加大了对水的需求量,加之科学技术的发展,水利工程技术也在飞速发展,促使水利工程项目逐渐增多。因此,应加强水利工程管理工作力度,利用信息化技术去分析水利工程施工,从而保证施工质量,推动我国水利工程的良好发展。
参考文献
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