遥感大数据在水利中的应用及发展

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷4月11期   作者:乔田真
[导读] 遥感大数据的发展,不仅在我国,在国外的发展中也有很多的研究

        乔田真
        宁津县水利局  山东省德州市 253400
        
        摘要:遥感大数据的发展,不仅在我国,在国外的发展中也有很多的研究,其在水利工程方面发挥了重要的作用,促进了水利工程的共发展和进步。不仅如此,借助于大数据的手段还能对未来遥感技术的发展进行展望。本文从以下两个大方面进行考虑,希望对遥感大数据的发展具有帮助。
        关键词:遥感大数据;水利;应用
        引言
        遥感技术在我国的水利方面应用的比较广泛,其具有的作用是不可替代的,这对我国的发展具有十分重要的作用。在遥感技术与其他的信息技术相结合发展和应用的背景下,提出了即可实现微观、宏观信息融合的框架,以实现地面观测与遥感数据的有效融合更好地贴近于信息化水利发展的形式,望在水资源、旱情方面发挥作用。
        一、遥感大数据在水利方面的应用
        (一)在洪涝灾害的评估方面
        在我国的发展中,由于我国的地理位置特征等,我国洪涝灾害的事件经常的发生。洪涝灾害具有发生范围广泛、损失大的特点,不仅会对人们的生活造成影响,对人们的生命安全也会造成严重影响,因此,由于洪涝灾害具有突发性的特征,对信息的反馈也要做到及时、准确。在传统化的人工信息采集方面,信息已经不在适用于当前的发展。
        遥感技术的出现极大的提升了信息反馈的及时性,借助于遥感监测洪涝,不仅能起到对水情的动态检测,还能及时的对灾情进行预估。在当前的发展中,这一技术广泛的应用于洪水方面的检测及灾情的评估中[1]。而MODIS遥感数据是其中最为主要的一种数据,这一遥感技术可以对淹没的动态变化过程进行捕捉,具有很多的优势之处。光学遥感卫星的使用可以实现对地面的监测过程,而这一过程的实现并不是光学遥感卫星自身就可以实现的,其需要借助于丰富的光谱。其在适用的过程中容易受到环境因素的影响,当出现影响时其光谱的灰度值会伴随着季节的不同变化,而出现不同的变化。除此之外,当发生洪水时,利用光学卫星波段进行数据的获取就会收到严重的阻碍,使其具有的穿透能力受到限制。为了更好的解决这一问题,可以借助于SAR,这一技术能对以上的缺点的完善。
        
        图1  遥感大数据洪涝灾害风险评估
        (二)在灾情灾害检测方面
        在先前的发展阶段,针对灾情灾害并没有行之有效的方法,在大多数情况下,常用的主要是布设土壤墒情监测点。因布设地点所具有的时域、地域特点,因此,在使用这一方法时,需要耗费大量的时间和精力,且其适用的范围还具有一定的有限性。旱情遥感监测方法具有很多的特征,如检测的范围广泛、采集时效性强等[2]。而旱情遥感技术主要具有的作用是,监测土壤中的水分含量,通过对检测结果的进一步分析,来对干旱的分布区域、程度查看,及时地了解干旱发生的情况。现阶段,常用的四种评估主要是:土壤热惯量、植被指数、土壤波谱特征、蒸散模型。其中,蒸散模型是利用能量守恒的方式,通过蒸散的变化来了解地表湿度。而土壤热惯量主要是对土壤表层温度产生变化,与土壤的水分含量之间存在密切的联系。
        二、遥感大数据在水利工程中的发展
        (一)在水利大数据方面
        通过形成的一体化空间信息网络,给数据的增长带来了巨大的发展前景,从当前社会的发展情况来看,遥感信息领域的发展中,水利行业的发展是非常重要的。

因遥感大数据自身具有的不准确性,使其在对水利服务时,还需要结合其他的设备来共同完成,如结合物联网设备等,通过结合有关数据来实现对大数据体系的进一步构成、拓展。只有借助于这种方式,才能为水利信息化的发展提供数据方面的支持。
        对水利大数据来说,其既包含结构化的数据还包含非结构化的数据,在当前的信息技术发展中,现有的技术结构还不能实现,对多源异构的数据进行大量处理的目的。由于水利行业在发展中具有的特殊性,因此,其对水利数据的发展也提出了更高的要求,使水利数据可以做到及时高效的反馈信息。
        (二)在知识库方面
        在遥感大数据的发展之下,最具有代表性的技术就是,利用数据驱动模型来代替知识统计模型。将机器学习算法通过大量的样本数据,来对目标具有的特征进行学习,采用有关的表达模型,从知识方面入手建立知识模型库[3]。有原来单一的对地物进行记录,转变成在记录的过程中,结合特征性的有关因素,将复杂的关系变得清晰化,从而,更好地贴近人类思维。
        (三)在知识图谱方面
        知识图谱的提出主要是对实体属性、实体关系及海量实体之间的描述。其是对知识库更深层次的一种表达方式,对知识的发展及来源揭示,诞生于语义网,但其主要是注重于对实体关系的抽取,以此,来加强在高关联概念方面的建立,这一方式在其他行业也有很多的应用,在未来发展的大环境下,其将成为大数据发展的一种趋势。国家网借助于知识图谱,主要应用在全业务的统一数据中心。首先,借助于有关方法,来获取电网知识,取消实体冲突。然后,使用融合算法计算实体间关系,借助于水利知识图谱,还能改正大数据背景下适应性弱、难共享的问题。通过分析水利工程的设施、水文水质等,借助于知识计算工具、及现有的业务数据,进行实体属性的识别,建立起实体属性的链接。
        (四)在遥感大数据的应用框架方面
        在大数据发展的背景之下,遥感数据需要与地面数据进行配合使用,只有这样才能将地面观测数据的准确性及时空连续性发挥出来,实现决策管理的及时性。遥感大数据在与地面监测结合时,由于数据具有的多样性,在对数据储存系统发送的过程中,为避免受到数据方面各种因素的影响,需要开展有关的数据处理工作,如清洗及转换。这能促进数据后续利用率的提升,除此之外,对数据进行时空匹配,在空间或是时间方面分别以不同的事物为准[4]。另外,还需要将这两个域中错误数据清除,在对数据分析时借助有关算法,得到分析后的研究结果。这能促进水利信息与大数据之间转化的实现。遥感大数据在发展中具有很多的优势之处,如容易获取数据、可实现大范围监测等,除具有以上的优势外,其也存在很多的不足,如其精度依靠于信息提取法、源数据误差。而地面监测站网的出现则实现了对上述缺陷的弥补,其对数据的精度有保障,但其具有的空间密度不足。因而,通过对二者的对比可以发现,二者之间可以实现优势方面的互补。遥感大数据的实时传输,有助于数据整体准确性的提升。
        三、结束语
        简而言之,遥感技术与信息技术的同步发展,有助于在水利方面应用范围的扩大,深度的增加,从当前的情况来进行分析,我国水利业务部门,已建成符合相关要求的水利信息系统,因此,加强遥感大数据在水利方面的发展是十分有必要的。
        参考文献
        [1]洪勇豪,亓郑男,张丽丽.遥感大数据在水利中的应用及发展[J].水利信息化,2019(3):25-31.
        [2]闫亭廷,严瑾,王文龙.遥感大数据服务平台设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2021,44(4):76-79.
        [3]唐岗.基于遥感大数据的红水河流域洪水预报技术[J].广西水利水电,2021(1):92-94.
        [4]王志华,杨晓梅,周成虎.面向遥感大数据的地学知识图谱构想[J].地球信息科学学报,2021,23(1):16-28.
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