• 2018年03月21日星期一
遥感水文
来源:转载 时间:2018年09月17日 浏览次数:78次


遥感水文是遥感技术在水文学和水资源研究中的应用。在空中或远处利用传感器收集水体和周围环境的电磁波辐射,经过加工处理,使这种信息成为可识别的数据或影象,通过分析,显示水体分布,反映水文现象的时空变化。收集电磁波辐射的仪器称传感器,如照相机、扫描仪和雷达等。传感器安置在飞机或人造卫星等运载工具内实施遥感工作。水文遥感的特点是感测范围广、获得信息量大、动态监测和信息传递迅速等。

 

原理

物体由于性质和所处环境不同,对电磁波反射或辐射特性也不同,收集和分析这些电磁波信息,便能识别目标物。处于不同状态和环境的水体反射和辐射电磁波的特性不同,这是水文遥感的基本根据。在可见光与近红外波段,主要根据水体和周围环境对太阳光不同波长反射强度的差异,对被研究的水体进行某一波段或多波段摄影,将获得的数据以影象形式记录下来进行判读分析。这种方法具有较高的几何精度和分辨率,可用来研究水体形态和分布,进行流域水系勘测和制图,通过不同时期相片的比较,可以研究水体变化和水系变迁。在中、远红外波段,主要根据水体和周围环境的辐射强度,利用红外扫描仪或红外辐射计等探测仪器获得被研究水体的热图象。利用这种方法不仅在白天而且在夜间也能进行探测,可用于研究水体分布及热状况,探测土壤水和地下水状态,也可用于水体污染监测等。在微波波段,主要根据水体在不同状态下表面微波发射率不同的特点,利用微波辐射计和雷达等获得水体及某些水文要素的信息。可以用来探测土壤水分、水土流失和河流管理。其中雷达测雨是利用雨滴对雷达发出的电磁波散射效应来测定降水的强度、发展、位置和移动。

 

在水文学中遥感技术的研究内容主要有:①水体和周围环境辐射波谱特性的研究;②遥感数据处理和分析判读技术的研究;③在水文学和水资源研究中遥感数据应用的研究。

 

应用

主要有以下几方面:

①监测洪水。利用卫星影象绘制出洪水淹没范围,确定其发展趋向,为抗洪救灾措施及时提供决策依据。

②改善水文预报。利用卫星云图可以监测流域上空暴雨云系的移动和发展,根据云图上雨云数量和特征可以提前估算河流洪水;把雷达测雨装置与水文预报系统联接起来,可以缩短水文预报作业时间,增长有效预见期(见实时联机水文预报);利用卫星对积雪深度和雪线位置变化情况的探测,可以作出春汛和融雪径流的中期预报。

③调查地表水体及其变化。在多光谱卫星影象上,河流、湖泊和沼泽的分布、大小及形态显示清晰。利用不同时期的卫星照片,还可查明地表水体变化情况。

④测定冰雪覆盖范围和厚度。冰雪的反射率高,利用多波段遥感确定积雪覆盖面积能达到实用的精度。

⑤利用卫星数据收集系统,传递地面水文观测资料和估算无资料地区的径流。通过卫星数据收集系统把地面自动遥测站收集的水文气象资料传递到水文机构的数据处理中心,从而大大加快水文情报的传递。在无资料地区,把描述雨洪径流的数学模型参数和遥感测得的流域自然地理特征参数建立关系,则可对无资料地区的径流作出估计。此外,遥感技术在测量大面积土壤含水量分布,寻找地下水源,研究河口、湖泊泥沙淤积和河道变迁,进行水体污染监测等方面都取得了成功的应用。