遥感技术在水文地质勘察中的应用 张爽

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:张爽
[导读] 遥感技术是近年来兴起的一类综合性探测技术,被广泛应用于农业、海洋、地质、水文、军事等领域

        广东省重工建筑设计院有限公司  510000
        摘要:遥感技术是近年来兴起的一类综合性探测技术,被广泛应用于农业、海洋、地质、水文、军事等领域。遥感技术是利用电磁波的原理处理和收集远距离的目标所辐射和反射的电磁波信息,并得到图像,以此来勘察和识别地面上的景物与地形。文章通过介绍遥感技术的基本情况,进一步探讨其在水文地质勘察中的应用。
        关键词:遥感技术;水文地质勘察;测绘技术


        遥感技术具有获取数据范围大、信息反馈速度快、信息处理效率高等特点,在进行复杂水文地质勘察中的应用优势明显。在水文地质勘察中,应高度关注遥感技术的应用,同时对其应用要点进行有效控制,以便获得理想的勘察结果,对遥感技术在水文地质勘察中的应用研究具有重要意义。
        1遥感技术概述
        1.1基本原理
        遥感技术是在远距离通过感知目标本身辐射或间接反射的电磁波,从而对目标进行探测和识别。其工作原理就是根据不同物体对光谱的吸收与反射各不相同,即使是相同的物体也会因时间、地点、环境等因素具有独特的光谱特性,因此可以明确的对物体作出判断,达到识别目的。遥感探测系统的组成主要包括遥感器、遥感平台、信息传输设备、信息接收设备、图像处理设备等。
        1.2应用优势
        现今,遥感技术在水文、军事、气象等多个领域均得到了广泛成熟的运用。以水文地质勘察为例,其优势主要体现在三个方面:一、勘察范围大,通常情况下航空飞机的飞行高度在8km左右,可拍摄的范围约为200km2,而航天卫星的运行高度在700km以上,可拍摄范围超过2.5×104km2。可根据工作需要对覆盖区域内任何一处地区进行勘察,给水文地质勘察工作的开展带来了极大的便利性;二、信息获取快,从获取目标区域的地质信息,到信息反馈给地面站,整个工作流程用时不到20min,大幅缩短了数据获取时间,为后续研究节约时间成本。三、获取信息精确度高,信息量丰富,可以满足水文地质勘察的多方面工作需求。
        2 遥感技术在水文地质勘察中的应用流程
        应用遥感技术对水文地质信息数据进行分析时,可通过对遥感图像的解译,再结合地区水质气象环境条件的实际探测以及对地区地形地貌的判断,对地层岩性以及具体位置信息的判断,最后,通过综合多波段模型呈现出水文数据的变化规律等信息,进一步分析地下含水层分布情况。从多个角度对影响地下水资源分布的多个因素进行具体判断。更加准确地对研究区地下水含水层分布、地下水储存量、地下水深度、水质、赋存年代等进行分析,为开发利用当地地下水资源提供更加全面、科学的水文数据。
        2.1 数据的获取和选择
        在应用遥感技术获得水文地质图像时,可利用不同物质成像波长不同的特性,对不同图像特征进行解读分析。遥感资料的类型比较多,在信息提取过程中,需提取特定对象的波长、形状,直接获得合适的波段,以减少数据反演工作量。例如,对植物的图像信息,根据其波谱特性,可采用TM2、MSS7的方式提取图像,而对于水体图像信息,则可采用TM1提取。需要注意,不同季节环境因素对遥感技术的应用效果会产生较大影响,在不同季节所获得的遥感影像资料有一定的区别,如果季节选择不当,则会影响遥感信息的准确性和可靠性。另外,遥感探测目标具有多样性特征,应用中对不同目标的要求也有所不同,应结合实际情况选择适当的比例尺进行反演、提取。
        2.2 遥感信息技术的数据处理
        在数据图像的获取中,信息传递的时候可能受到气象影响或者大气中一些其他杂陈物对于波长的干扰,部分传输回来的图像信息会出现边缘模糊以及畸变的一些特征,不利于后期光谱的解读。因此,在图像数据处理的时候需要针对图像进行辐射校正处理以及几何校正。辐射校正是利用传感 器参数校正解决大气中一些物质对于传感器本身的一些辐射影响,比如在利用电磁辐射强度来反映图像亮度值的对应关系中,部分受到辐射影响而发生改变,而这部分,正需要利用辐射校正来处理。和辐射校正所不同的是,几何校正是图像在位置上出现的变化,行列分布不均,地面大小的对应不正确等都属于几何畸变中的内容。


需要针对畸变的图像进行数学模拟,在原来的基础上建立地面数学坐标处理,分析各个部分出现畸形的位置并矫正,这便是几何校正在水质勘探中应用的实际方法。
        2.3 地貌信息的解读
        在对遥感图像进行截取以及波段处理后,即可得到地表处理图像,据此可对地貌信息进行解读。在遥感图像上,地貌信息的具体表现为植被、水资源分布在遥感图像上会以不同颜色展现处理,同时,组合形态也多种多样。在对地貌信息进行解读时,根据山区、平原、山地等不同地形,可分为不同颜色的阶段层,在解读过程中具有较强的可观性。
        2.4图像合成波段的选择
        我们可以依据地区水文地质勘察结果以及图像数据提取目标、各种岩层光谱效应以及各个波段光谱信息等因素,综合考虑,选择更为合适的遥感图像合成波段。在此基础上,利用专业的建模软件,将这些信息输入到软件中建立起勘察目标的地质模型,更加直观的反映出地下水的分布情况,包括地下水的深度、存储量等,在很大程度上避免了后期工作的盲目性,提高了地下水资源开发利用效率,也间接的节省了成本。
        3遥感技术在水文地质中的实际应用
        3.1监测降水量
        现在通常将遥感技术和卫星、雷达结合在一起,收集降水量的空间与分布等数据,并根据这些数据获得当地降水量的具体信息。卫星通常被用来监测大范围的降水量,而雷达的监测范围比较小,但是更为准确。雷达通过监测空气中降水粒子对电磁波产生的影响,从而实现对降水量的监测,但是当天气严峻,即降水粒子密集时,雷达监测就无法给出准确的降水量数据,因此通常会采用卫星与雷 达同时进行监测的方法。
        3.2监测地表和土壤水分
        地表上有很多重要的信息,这些信息对地表上存在的生物和环境都会产生影响,也和人们的生活息息相关,因此对地表和土壤水分的监测显得尤为必要。遥感技术在监测地表信息的最大优势在于能直观地表现地表的复杂特征,地表特征通常包括地表发射率、地面温度等,而遥感技术对识别水体、提高土地利用率和覆盖率等方面都有着重要的意义。土壤水分又被称为土壤湿度,它是地下水和地表水交换的中间元素,由此可见,对土壤水分的监测也是非常必要的。
        3.3 矿区水文地质勘察
        矿井透水事故一直是矿区事故中的高发事故,严重威胁着矿工的生命安全,也为国家与地区带来了巨大经济损失。发生透水事故的一个主要因素便是矿区的水文地质条件勘察不到位,没有明确矿区地下水的分布情况与地质构造。在水文地质勘察中应用遥感图像解释,便可有效解决这一问题,保障人民生命财产安全。
        3.4 水利工程的水文地质勘察
        水库区的水文地质勘察主要解决水库向邻谷或库底的渗漏情况和渗透量问题。在水文地质调查的各阶段,通过对库区航天图像、航空相片的地质解译,结合地面调查和钻探工作,能够快速并准确地查明库内及库岸的岩层透水性、透水岩层的走向、泉水的出露点及水库与邻谷地带岩层透水性可能渗漏的方向。
        4结语
        在水文地质勘察工作中,新技术、新设备的应用不仅减轻了勘察人员的工作压力,而且显著提高了工作效率和勘察结果的精确性,成为推动水文地质勘察发展的重要动力。遥感技术具有信息获取速度快、可进行地质信息加工处理等特 点,勘察人员通过熟练掌握和运用遥感技术,充分发挥其技术优势,通过获取数据、处理数据以及图像合成等技术的运用,客观而详细的展现了目标区域的水文地质信息,为全面评估地下水资源状况、科学开发利用地下水资源提供了必要的技术支持。

        参考文献:
        [1]吴延明.遥感技术在水文地质勘查中的应用探索[J].西部资源,2017(04):155-156.
        [2]李金燕,孙艾林.卫星遥感技术在矿区水文地质勘察中的应用研究[J].世界有色金属,2020(13):127-128.
        [3]曹会哲.遥感技术在水文地质勘察中的应用[J].工程技术研究,2021,6(02):96-97.

 

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