遥感在水利行业中的应用探究

张珍珍，曹利军，韩立新

（山东省淮河流域水利管理局规划设计院，山东 济南 250000）

遥感属于一种全新的探测技术，通过远程传感器对物体信息进行接收。随着技术的不断发展，遥测信息类型越来越多，成本也相继降低，并且逐渐提高了遥测影像分辨率，在这一基础上遥测技术在水利工程应用的领域也不断扩大。现如今，生态环境问题是各个行业发展所关注的主要内容，地表侵蚀速度的提升导致河流地形、集水区出现变化，并且对水利设施、水力发电计划运行造成严重影响。围绕上述问题，本文对遥感技术在水利行业中的应用展开分析。

1 遥感概述

遥感通过分类器实施土地利用类型划分，推导之后可以总结平原区、山区土地利用类型分类的规律，并将这一规则在水利规划项目中加以使用，可以缩短外业调查时间，最大程度的提升工作效率。此外，充分结合光谱特征、纹理特征、指数特征、地形特征，构建针对不同特征集的分类测试，获得分类模型，该模型具有极高的精度。研究发现，指数特征、纹理特征、地形特征结合之后，能够将分类精度提升至92%；同时，遥感技术还可以通过植被指数模型实现植被覆盖度信息的提取；利用dem数据构建数字高程模型，获取坡度图，并以此为依据提取地形坡度；对行政区划图、子流域、土地利用分布图以及地貌类型叠加之后的信息进行分析，可以得到更加完善的空间分布情况，具体流程见图1。

2 遥感技术研究现状与问题

2.1 现状

遥感技术可以采集植被覆盖度、土地利用分类、土壤墒情与蒸发量等相关数据，并以此为依据制定水土保持治理对策。除此之外，在水土流失监测、退耕还林、退牧还草遥感监测等作业中也得到广泛应用。

图1 遥感应用成果

2.2 问题

遥感技术在水利工程中的应用已经十分普遍，但由于缺乏对遥感技术的深入了解，水利工程施工中还存在一些问题，导致遥感优势不能得以充分发挥。

（1）遥感技术认知。遥感属于一项新技术，操作水平受限，无法真正利用遥感技术提高工作效率。

（2）遥感技术操作。遥感技术在实际应用的过程中对于操作人员的专业性有较高要求，操作不当会对最终结果造成影响。

3 遥感在水利行业中的应用

3.1 遥测影像处理

3.1.1 正射处理

卫星影像、航照影像并不具备与地图坐标有关的信息，一旦出现规模较大的灾害，为了获取相关信息，必须要实施影像正射评估，此时就需要利用遥感中的快速影像正射技术，得到GIS可套迭正射地图[2]。

3.1.2 拟真色卫星图像

蓝光波段具有散射的特点，针对识别到的物体并没有显著效果，卫星不会对这一波段镜头进行挂载，后期对数据展示、交付数据时，便会运用到拟真色影像。拟真色卫星图像处理技术可以获取视觉效果，实际操作中多利用红、绿光这类波段的关系将蓝光波段转换出来，从而达到获取拟真色图像的目的。

3.1.3 灾害自动识别

水利工程中的部分地区由于地形、地质条件会引发自然灾害，需要应用遥测影像对自然灾害进行识别，构建事件型灾害数据库，为之后水利工程灾害预防提供数据支持。为此，建议使用卫星影像中的自动识别技术，当集水区范围时间消耗较大时，便可以运用计算机自动识别功能，按照识别流程识别自然灾害，减少人为识别存在的误差。

3.2 潜在灾害分析

3.2.1 集水区单元潜在灾害分析

通过潜在危害溪流相关的数据，可以对集水区潜在灾害进行分析，构建分析模型。提取集水区内灾害因素，其中主要包含整体面积、形状系数、平均坡向-X与Y方向向量、环性比以及高度变异系数等。针对潜在危害溪流中涉及到的敏感溪流、非敏感溪流信息，可以应用罗吉斯回归分析法，获得回归方程式，在该方程中带入相关数据。罗吉斯回归值范围是0～1，需要将0～1所有数据进行分级，划分为低、中、中高、高四个等级，以便得到潜在危害等级分布图。

3.2.2 斜坡潜在灾害统计

按照水土保持规划项目所在地区环境地质信息、数值地形，可以总结强风、洪水、暴雨的联系，将水土保持灾害分类，对斜坡潜在灾害影响因素进行提取，其中主要包含高程、坡度、坡向等。所有因素进行归一化处理，利用统计法的判别分析法，将所有灾害数据、斜坡提取因素结合之后进行判断，获得包括判断分数、因子、权重在内的关系方程式，将判断分数设置为潜在危害分析值，并且划分为由低到高的4个等级，通过分析便可以获得斜坡潜在灾害，以此为依据绘制潜在危害分布图[3]。

3.2.3 基于类神经网络构建潜在危害网格单元

针对水土保持规划项目所在地区潜在危害进行分析，明确集水区范围，利用遥感技术采集历史灾害遥测影像数据，将灾害数值进行处理。随后再通过卫星影像数值绘制地形网格，将其与灾害判释数化结果相结合，运用类神经网络分析法构建危害网格单元，并展开潜在危害分析，明确水利工程项目施工过程中的潜在危害。

3.3 灌溉面积分析

水利工程是农业的核心，灌溉之后的农作物产量比没有灌溉的农作物产量高4倍左右[4]。为了确保粮食产量以及质量，农业灌溉非常重要。灌溉的前提是了解灌溉面积以及空间分布情况，建议使用遥感技术，监测灌溉区内土壤含水量以及化学成分含量，以便获得需水量、需施肥量等信息，在滴灌环节将肥料与水相融合，进而实现农业精细化的目标[5]。

4 应用展望

4.1 数据来源渠道增多

现如今，遥感在水利工程中的应用已有了一定成果，数据获取方面，也逐渐朝着多平台、多角度以及多传感器的趋势发展，今后水利行业遥感技术的运用，数据来源渠道也将不断增多[6]。

4.2 空间定位与地物识别定量化

遥感技术的运用，逐渐体现出定量化的特点，同时这也是今后水利行业发展遥感使用的一项重要趋势。遥感信息和观测目标参量相结合，使遥感信息定量反演作为水利工程观测的目标参量[7]。

4.3 智能化水平提升

遥感具有智能化特点，可以利用遥感传感器进行编程，也可以按照需求进行地面控制，为用户提供更多角度以及时间密度的水利工程数据。

4.4 赋予动态化特点

现如今小卫星技术的显著发展，使卫星造价相继降低，为卫星网络方案的实现赋予了可行性。与小卫星的发展趋势相似，遥感技术也将朝着动态化的方向不断发展，被广泛应用，帮助用户采集到分辨率更高的水利工程数据。

5 结语

随着科学的进步，遥感技术得到了不断地开发和创新，加大遥感技术在水利行业的应用，成为行业发展的必然举措。在信息时代的到来，遥感技术必将成为解决一切水问题不可或缺的手段和工具，不仅可以获取更加全面的信息，还能够提前预防自然灾害，避免对水利行业造成严重的损失，推动我国水利行业发展。