1、1遥感信息在水工环中的应用分析摘要：遥感技术是一门新兴的测量技术，具有信息量大、操作简易、造价低、耗时少的优点，在水文地质、工程地质以及环境地质的监测中应用很广泛。本文首先探讨了水工环领域遥感信息技术的应用现状，然后重点探讨了遥感信息在环境地质监测中的应用技术。 关键词：遥感；水工环；应用 中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号： 一、水工环领域遥感应用技术的发展现状 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
2、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: 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2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。 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
3、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.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。 4.从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
4、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。 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3多元信息数据管理中起着重要作用。 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,
5、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。 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。 8.遥感技术应用成果向着便于保存
6、、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。 二、遥感技术在环境地质监测中的应用 1.卫星遥感技术在生态环境的监测与保护中的应用领域 我们可以通过卫星遥感技术对与环境地质保护相关因子及其变化情况进行具体的数据对比分析，从而能够实现准确而及时的环境地质保护4效果。首先我们要对以下几个方面进行环境的监测:一是陆地生态变化的监测，主要考虑社会环境、气候和生态的变化趋势，结合卫星探测数
7、据和图像具体分析其变化情况，探究变化原因，做好相应的防护决策。二是水生态环境监测，主要指对水质以及水生态系统进行监测，可以采用多光谱光学传感器来进行水生态监测，建构遥感信息模型，结合标准调查数据进行对比分析，探查水生态系统环境实况。三是环境污染的监测，可通过遥感技术评估其对植物光合作用的影响，研究生态变化的原因，提出有效的防护方案。 2 卫星遥感技术在环境地质保护中的应用模型 近年来卫星遥感技术取得了全方位的发展，在技术、性能、类型及应用领域等方面都取得了突破性的进步，使卫星遥感技术在环境地质保护领域的应用也逐步趋向于成熟。 2.1 卫星遥感技术环境地质保护模拟模型 第一步我们需要建构遥感信息
8、系统，目的是构成多方位的数据集成系统，需要结合统计、模糊评估、神经网络以及识别分类等多种手段将多元数据系统进行严格的提炼和分类，这个过程融合了遥感信息融合和数据分析技术。第二步是将遥感信息系统与人工智能决策系统进行综合应用。一方面通过 IKONOS 和 SPOT 卫星影像进行光学成像，再通过IHS(亮度、色度以及饱和度分量)变换法实现数据融合。另一方面用人工智能技术与现代信息技术对各类因子解译，常用的技术方法是 3S 一体化集成技术，可以将遥感信息和数据进行全过程、全方位的分析处理。第三步是建立环境遥感监测系统，主要是通过建构环境与资源信息库和数5据库实现环境遥感技术的实用化。在开放的数据库环
9、境下，它以信息系统为基础支撑，应用各种软件作为辅助管理手段，兼具专业应用系统、决策支持系统。 2.2 模型应用分析 大气环境的遥感监测与保护利用红外遥感技术监测大气污染状况以及全球环境变化情况。这个过程中需要调用卫星原始数据信息库的相关影像、信息和数据来分析其结构与状态的变化。而水生态环境则需要调用水色资料，再利用遥感监测水体污染与水质状况，进而实施有效的水体保护措施。生态环境包括自然生态环境、生物生存环境以及生物多样性，其遥感监测与保护主要利用了 NOAA/AVHRR、LAND-SAT/TM、SPORT 数据进行动态监测和分析，利用算法与模型进行定量反演，并实施有效的调控。生态变化的动态遥感
10、监测与实时防护也是当前研究的重点，在当前 3S 集成系统平台下，我们可以利用卫星遥感信息系统以及多光谱光学传感器，对比实际调查数据(光谱数据、生态指标、监测结果)，建构遥感信息模型，实行有效的动态监测与防护 三、结束语 遥感信息技术在水工环中的应用，减少了外业测量的工作量，节约了时间，提高了工作效率，对水文地质、工程地质以及环境地质的监测起到重要作用。相应工作人员还要具体的结合我国的工程实际案例，参考国外的成功案例和技术经验，促遥感技术应用的质量不断提高。 参考文献： 1中华人民共和国建设部,地质工程勘察规范S.北京：中国建筑6工业出版社,2002，2. 2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.
