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1、遥感技术在水资源中的应用汪勇1014021030 摘要：卫星遥感技术作为研究地球表面状况和动态变化的一种先进工具，在国民经济许多部门得到了广泛应用。 对于以陆地上的水体为主要对象的水文资源工作来说，无疑地，卫星遥感技术有着重要的作用。论文介绍了遥感技术在地下水勘测、地表水调查、水环境保护、水资源分析与评价等方面的应用。关键词 ：水资源遥感技术应用引言: 遥感图像处理作为遥感技术应用的重要组成部分，是根据不同的工作目的而确定的。遥感图像处理的首要任务是对遥感数据的选择及其时相选择；其次是根据任务和目标进行波段组合的优化选择；最后是确定遥感图像处理和信息提取方法，方法选择得当，即可取得了事半功倍之
2、效。当前通常使用的遥感数据包括陆地卫星的 MSS、TM 影像数据， SPOT卫星的 HRV 数据，其中 TM 影像是目前最常用的、 信息量丰富的遥感影像。 遥感技术在水资源中各个领域都有着广泛应用。一、 遥感技术在地表水资源调查中的应用（1）地表地表地表地表类型划分类型划分类型划分类型划分。估测区范围广阔，地貌形态复杂多样， 为简化地貌类型， 同时兼顾地貌对地表产流影响的差异，以卫星图像为基础，将区内划分为几个大的地貌类型，即中山区、低山丘陵区、平原区、及黄土高原区。（2）地表岩性地表岩性地表岩性地表岩性。应用遥感岩性地层解译结果，考虑到不同岩性的透水性能， 为了使区内的下垫面类型趋于简单化和
3、带有普遍性，将其共性特征组合如下： 黄土、第四纪冲洪积物， 透水性较强 ;砂岩、砂砾岩，结构较为松散，孔隙裂隙较为发育，透水性较强；砂岩、砂泥岩，透水性一般；变质岩、岩浆岩，透水性较弱；碳酸盐岩，透水性较强。（3）地表水资源计算地表水资源计算地表水资源计算地表水资源计算。遥感方法估算地表水资源的基础是水量均衡原理，可选用9M 奥尔吉柯普数学模式作为水量均衡方程来表示即P = + E -tl1(PE ) 其中： P 一年平均降水量(mm)；R 一年平均径流深 (mm)；E 一最大可能损失量 (mm)；th(PE ) 一双曲正切函数。 E th(PE )是除地表径流以外损失量的总和，对多年平均状况
4、而言，损失量主要为流域蒸发 (下渗损失居次要地位 )。根据已有观测站点的小流域资料( 、P 己知)，可据 P式求出最大可能损失量E 。二、遥感技术在地下水勘查中的作用过去的 40 多年里在地质应用领域，遥感方法以其宏观、形象、快速、经济和短周期提供多时相数据等技术优势，为地质工作者了解地质体与地质现象的时空分布特征和相互关系， 推断地质作用过程和运动现状，预测矿产的前景和地质灾害的发生等提供了大量真实信息，为促进地质工作的发展做出了积极贡献。其名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
5、- 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 中在水文地质、工程地质与环境地质等领域也取得了一系列令人鼓舞的成果。（1） 地表水资源现状调查与动态变化分析地表水资源现状调查与动态变化分析地表水资源现状调查与动态变化分析地表水资源现状调查与动态变化分析地下水的形成及赋存状态与地表水资源有着极其密切的关系。在调查地表水资源方面，可以非常方便地利用水体明显区别于其它地物的特殊光谱特性，直接从遥感图像上提取水体信息； 利用不同时相的遥感数据， 经计算机几何纠正、 叠加配准等处理，可以定量地提取江河、湖泊水体的动态变化信息，从而推测江河、湖泊岸线的演变规律； 根据江河、湖泊水量的变化和
6、对地下水的补给关系分析地下水位的可能变化趋势。（2） 地下水资源勘查地下水资源勘查地下水资源勘查地下水资源勘查遥感图像能够真实反映地表地形、地貌、岩性、第四纪沉积物、地质构造、水系、植被覆盖等水文地质要素的空间展布特性及相互联系。在地下水勘查中运用遥感技术对勘查区各类地质要素进行解译和提取，并结合多学科、多信息的综合分析，可以对区域的水文地质条件和地下水的分布特征得出系统、客观的结论。对第四纪松散层中的孔隙潜水来说，其水文地质条件通常与地貌、第四纪地质、 新构造和植被覆盖等要素有着极为密切的联系。利用遥感图像上的色调、 形态、纹理、结构等影像特征提取这些要素， 对于圈定相对富水地段、 判断含水
7、层的层位和各种边界条件具有良好的效果。 在此基础上， 综合常规勘探资料， 可以较准确地评价地下水资源。（3）水文地质编图与水资源评价水文地质编图与水资源评价水文地质编图与水资源评价水文地质编图与水资源评价与区域地质调查一样，近30 年来，国土资源部在各种比例尺的水文地质调查中都广泛采用了遥感技术。遥感方法作为先导，密切配合常规调查方法， 有效地减少了野外调查工作量，减轻了水文科技工作者的劳动强度， 加快了调查速度， 提高了成果质量。 尤其在一些人迹罕至或根本难以抵达的高山、密林、沼泽、滩涂、盐湖等地区，遥感方法更加体现出了它在技术上的先进性和优越性。三、遥感技术在地下水资源分析与评价中的应用（
8、1）地下水资源信息提取地下水资源信息提取地下水资源信息提取地下水资源信息提取地下水埋藏于地表之下， 在地表上是不能直接观察到地下水赋存状况的，但地下水可通过某些地表现象间接地得到反映。遥感手段研究地下水， 正是利用这一点作为研究基础。 通常人们通过研究地貌、 地表岩性、河流、古河道、水文、植被、人为活动等地表现象间接了解地下水的运动和赋存状态。而这些与地下水赋存状态有关的地表现象，正是遥感技术的优势所在。 在研究区， 对各种资料综合分析研究， 确定从研究地表岩性、 构造、冲洪积扇等第四系地层等人手，结合其它相关资料， 深入研究地下水赋存条件和特征。推测地下水富水区， 为客观准确的评估地下水资源
9、潜力提供依据. (2) 地下水资源分析地下水资源分析地下水资源分析地下水资源分析a 冲洪积扇：其地下水分带规律最典型。 从山口至其下部边缘长几公里到几十公里，可分三分：潜水深埋带，位于冲洪积扇上部，地面坡度大，透性强，是冲洪积扇的补给区和补给水源， 埋深可达数十米或更深， 潜水溢出带， 此处坡度变缓，冲洪积物粒度变细， 粘性土成分增加， 在扇地形面与潜水面相交处，形成潜水溢出带。潜水下沉带，溢出带向下，地下水由于向河流排泄和蒸发，使潜水埋深名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
10、第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 又略增加，一般为13 m，本带的冲洪积物多为粘性土，多形成沼泽。b 冲积物：在河流活动区域和湖流涨落地带均有分布，形状多呈现出不规则的条带状，在区内和地形密切相关， 主要分布在本区南部， 中部也有少数存在， 冲积物的地下水赋存在河床河漫滩堆积地和河流低阶地(常为堆积阶地 )的冲积物中。c 积雪：由于图像季节的原因，从遥感图像上积雪不多，主要分布在中南部，北部有少量残雪存在， 富含水体， 在雪山外围主要为冰川的沉积层，包括冰碛层及冰水沉积层。d 残坡积：分布主要分布在那曲地区南部，特点是平缓的分水岭上及低缓的山顶、山岗上分布较多，含水程
11、度为低或差。e湖积：主要分布于湖泊四周，在那曲地区分布较均匀，环绕湖泊分布，含水程度高；对已萎缩、干枯的湖泊，仅见湖积物，无水体。f 沼泽：主要位于那曲南部，中部也有零星分布。沼泽区植被发育，有许多小水系会聚，地表补给良好，地下水丰富，含水程度高. (3) 地下水资源评价地下水资源评价地下水资源评价地下水资源评价在对上述与地下水资源有关的第四系地质地貌进行遥感解译研究的基础上，结合其它水文地质资料， 对研究区地下水资源进行定性评价。圈定出具有开采潜力的地下水富水区，为进一步开展更详细的勘察提供靶区。富水区的评估圈定遵循以下原则：具有使地下水富集的地貌条件；有利于地表水人渗和地下水富集的岩性条件
12、；地下水开采利用程度低的地区；地下水埋藏浅的地区。(4)遥感对地下水的影响遥感对地下水的影响遥感对地下水的影响遥感对地下水的影响a地下水的赋存条件是受地貌、岩性与构造等综合因素制约，应用遥感技术，可以对这些信息进行全面而系统的分析，建立“遥感找水模式”，为高原地区地下水的寻找提供了一种新的思路。b 遥感技术能快速、宏观地查明影响和制约研究区水文地质条件、 背景的水文相关要素的基本特征，从而分析研究与地下水联系的环境和条件，为地下水资源勘查打下坚实的基础。c 遥感找水信息是寻找地下水资源的一种重要标志，是圈定遥感找水靶区的重要依据。四、遥感技术在水环境保护中的应用遥感技术在水环境保护中的应用(1
13、)遥感技术在水环境监测中的应用遥感技术在水环境监测中的应用遥感技术在水环境监测中的应用遥感技术在水环境监测中的应用水体及其污染物质的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评价的依据。国内外的许多学者利用遥感(遥测 )的方法估算水体污染参数，以监测水质变化情况。如莱思罗普(Lathrop)等利用 5 号陆地卫星 TM 数据评价了格林湾和森特勒尔莱克的水质情况? ；陈楚群等应用 TM 数据建立了估算叶绿素a浓度的模型。在水污染监测方面，我国先后对海河、渤海湾、蓟运河、大连海、长春南湖、于桥水库、珠江、苏南大运河、滇池等大型水体进行了遥感监测，研究了有机物污染、油污染、富营养化等；利用水体叶绿素与富营
14、养化之间的关系研究了滇池水体污染与富营养化状况；利用卫星遥感资料估算了渤海湾表层水体叶绿素的含量，建立了叶绿素含量与海水光谱反射率之间的相关模式，定量地划分了有机物污染区域； 利用水体热污染原理先后对湘江、大连海、海河、闽江、黄浦江等进行了红外遥感监测。(2) 遥感技术在水体富营养化研究中的应用遥感技术在水体富营养化研究中的应用遥感技术在水体富营养化研究中的应用遥感技术在水体富营养化研究中的应用在应用遥感技术来研究水体富营养化方面，我国科技工作者也进行了一定的研究工作。在湖泊水体富营养化研究方面， 北京大学城市与环境学系王学军、马廷等利用遥感信息和有限的实地监测数据建立了太湖水质参数预测模型，
15、用于名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 太湖水质污染的预测、 分析和评价， 能较好地反映水质的空间分布特征，尤其适合于大范围水域的快速监测。 该研究结果表明： 利用单波段、 多波段因子组合以及主成分分析等手段可以使遥感信息得到更充分的利用，从而使预测结果更加精确。同时通过应用遥感技术对太湖流域水体富营养化发展趋势进行了预测。(3) 遥感技术在水环境保护应用中的优点与不足遥感技术在水环境保护应用中的优点与不足遥感技术在
16、水环境保护应用中的优点与不足遥感技术在水环境保护应用中的优点与不足。 利用遥感技术进行水环境监测与水体富营养评价，存在着下列明显优势：利用遥感技术监测和评价研究水体的水质具有信息综合能力强、信息获取快速、 省时省力等特点， 能够较好地反映出研究水体水质的空间分布特征， 尤其适合于大范围水域的快速监测。利用单波段、 多波段因子组合以及主成分分析等手段可以使遥感信息得到更充分的利用，从而使预测结果更加精确。特别是将遥感解译结果与其他评价方法结合起来，更具有一定的应用前景。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -