遥感信息在水工环中的应用分析

摘要：随着人类文明的不断进步，以及科学技术的飞速发展，信息技术在各行各业得到了广泛应用，同时得到了长足发展，遥感技术在水文地质、工程地质以及新近形成的环境地质学科中近30年的应用，充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费，且具有多时相动态监测等优势。本文阐述了遥感信息在水工环中的应用。

关键词：遥感信息；水工环；应用

中图分类号： TP7 文献标识码： A 文章编号：

引言

遥感技术的诞生相当于科学技术的一场革命，为人类的生产生活提供了很多方便，如遥感技术在水文地质、工程地质以及新近形成的环境地质学科中近30 年的应用,走过于从定性评价到半定量、定量评价,从指示要素分析到计算机模型模拟,从单一解译到综合方法互补等阶段,充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费,且具有多时相动态监测等优势,广泛应用于水文地质勘查、评价、大型工程选线(址)、区域稳定性评价、地质灾害调查、评价预测及地质环境评价预测等领域。

1、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同,遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近 10 年来,传感器技术迅猛发展,主要表现在:①图像分辨率提高,卫星图像分辨率已达到米级。②具备立体观察功能。③应用波段数增加,机载高光谱成像仪已投入使用。如美国的 AVIRIS(航空可见光 / 红外成像光谱仪),波谱范围 0.4~2.5/l,波段数 224 个。CASI(袖珍航空光谱成像仪),波谱范围 0.4~0.95/u,波段数 72 个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪, 也称超光谱成像仪, 按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪(波段数

近年来发射的主要对地观测卫星及图像进步简述如下:1999 年美国发射了 Landsat7 卫星,其 ETM+ 图像分辨率与过去的 TM相同,为 30m,增加丁分辨率 15m 的全色波段(PAN)。热红外波段 ETM+6分辨率从 TM6 图像 120m 基础上提高到 60m。TM 图像图幅185X185km,最大可放大到 1:10 万。1995 年升空的加拿大雷达卫星RADARSAT 为 C 波段、HH 极化方式,具 7 种模式,25 种波束的特点,分辨率有 10、25、35、50、100m 多种, 图幅 50lan×50km~500Km×500km, 有立体观察功能, 实际重复周期 1~8d。1999 年 9 月, 美国IKONOS- 2 发射成功,图像分辨率高达 1m。

2、水工环地质工作的现状

改革开放以来，我国的水文地质、环境地质与工程地质工作，已经发生了一系列重大变化，我国国土资源部和地质调查局系统正努力开展地质找矿改革发展的相关工作，基本的指导思想是“树立大地质、大服务理念”，打破过去“安于现状墨守成规、自我循环”的旧思想，实现冲破传统束缚。突破固有模式、闯出新的路子，促进观念大转变把思想认识切实与中央的指示精神，与提升服务能力、与促进地质找矿重大突破相统一，始终坚定一个目标，即为实现重大找矿突破做好理论准备和体制准备。

3、遥感信息在水工环中的应用发展现状

经过近 30 年的应用研究,遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高, 在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别,近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理, 目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果,可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面:

3.1 从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用(分类)计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性,虽还需要投入一定的人力工作,但已大幅提高解译工作效率。

3.2从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少,只有几个波段,使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此,图像解译工作很少考虑地物的波谱特征,主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪(高光谱)技术的商业运作及2000 年前后的高光谱成像卫星的发射, 使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

3.3出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

3.4定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中, 根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径, 而 DEM/DTM 是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

3.5使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术,已不再是单一使用各种遥感数据,而是根据需要结合利用了其他信息源,如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样,图像数据的预处理尤其重要,如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等,而地理信息系统(GIS)在多元信息数据管理中起着重要作用。

3.6从单一手段应用到多手段应用

近年来,遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的综合应用,即“3S”技术,成为遥感技术应用的主流。GIS 是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS可以对地面控制点精确定位,提高遥感数据空间精度。另外,在具体手段配合上,也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

3.7 数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟,推进了制图工作的现代化,改善了基础图件的质量和成图效率,并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为 GIS 的数据源, 便于遥感与 GIS 一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件 VIRTUOZO,具有数字化测图、自动生成 DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。

3.8遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果,可载于多种介质上,如 CD- ROM、磁带及计算机硬盘上,使携带处理更加方便。随着 1998 年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施,遥感应用成果数字化显得尤其必要。

结语

综上所述，遥感信息技术在水文地质、工程地质与环境地质工作中的应用，已经得到了很好的验证，充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费,且具有多时相动态监测等优势。随着科学技术的继续发展，遥感信息技术不断发展进步，在水工环工作中的应用范围会更加广泛。

参考文献：

[1]王大纯,张大权,史毅虹等.地质勘查学基础[M].北京：地质出版社，1995.