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遥感技术在水文方面的应用价值

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2019-01-30


遥感技术的概述

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源的技术。

 

随着航空、航天多种遥感平台及多种传感器不断发展,遥感数据获取手段趋于多样化和精细化。其遥感平台从传统的载人飞机发展到无人机,从低地球轨道卫星拓展到中高轨道卫星,还开拓了航天飞机、国际空间站等多种特殊平台。

 

同时对地观测传感器系统也在不断完善,如从摄影系统到扫描系统,从被动传感器到主动传感器,从光学传感器到微波传感器等。空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率越来越高,数据类型越来越丰富,数据量不断增加,已经具有了大数据特征。

 

遥感探测能在较短的时间内,从空中对大范围地区进行对地观测,并从中获取有价值的遥感数据。这些数据拓展了人们的视觉空间,有利于宏观地掌握地面事物的现状,为地球资源及环境要素的分析创造条件。

 

遥感技术能快速地获取海量地表信息,对于自然条件恶劣、地面工作难以开展的地区,如高山、冰川、沙漠及沼泽等不易到达的地区使用遥感方法叫容易获取资料。

 

遥感技术的应用价值

从遥感数据中可挖掘出与人类生产生活息息相关的各类信息与知识。遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘、环境保护和军事侦察等领域,具有明显的社会、经济和生态效益。

水文方面,遥感为全球和区域水循环研究及水资源管理中涉及到的水文气象要素提供了新的技术手段,包括降水、蒸散、湖泊水库河流水位、土壤湿度、地下水、流域总水储量变化、积雪与冰盖等。

此外遥感信息具有周期短、同步性好、及时准确和分布式等特点,能较好地满足水文模拟准实时、空间分布的需求,可通过与水文模型进行有效结合,模拟水文过程,研究水循环规律。

 

相比传统观测,遥感技术的优势

传统地下水观测一直是一项很复杂的工作,常因为各种困难导致出现人工勘测数据不足、观测数据不准确等问题。


遥感技术的应用为地下水资源调查和监测提供了新的探测手段。相较于传统的地面监测手段,遥感可以大范围、快速、客观地获取地表水体信息,作为传统地面监测手段的有效补充。

 

对地表水体变化的监测原理是利用水体和其他地物在多光谱影像上的光谱特征的明显差异,以及在不同波段上的吸收和反射特性来突出水体。通过监测水体吸收和散射太阳辐射的光谱特征,分析影响了水体光谱反射率物质的光谱特征变化,建立相关水质模型,反演出物质的各组分含量,进而定量监测水质。

 

科学有效的洪涝灾害监测和评估可为防灾减灾决策提供重要依据。

目前国内外利用遥感监测洪涝灾害的方式有二:

一是通过降水观测加深对降水结构的认识,提升降水预测能力;

二是准确快速提取下垫面、洪水淹没面积等洪水灾情信息。

 

未来遥感水文学的发展仍有许多亟待解决的问题,如如提升遥感产品时间、空间精度,解决遥感水文应用中的尺度问题;建立水循环要素立体观测体系,实现多传感器联合观测,多源数据融合的水资源观测等遥感可以为水文学提供海量数据,提高对遥感数据的利用能力是发展的必然趋势。


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