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摘要:随着我国科学技术的快速发展,各种先进的现代信息技术被创造出来,现代信息技术的广泛运用,极大程度上促进了各个领域的发展。3S技术作为现代信息技术的重要组成部分,将其运用到水文与水资源工程中,能够有效的提升水文与水资源工程相关工作的质量和效率。
关键词:3S技术;水文与水资源工程;应用
引言:
水资源作为一种有价值的有限资源,具有不可代替性,高效利用水文水资源技术可以缓解我国目前水资源的紧张,推动社会经济的发展。而“3S”技术的应用,使水文水资源监测数据更加精确,同时节省资源,提高了水文水资源勘测的效率。
一、3S技术
3S技术是地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)的总称。其中,地理信息系统(GIS)是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,采集、管理、分析、存储和应用空间数据的一门计算机技术;遥感(RS)是指从远距离高空及外层空间的各种平台上利用电磁波探测仪器,通过摄影或扫描”信息响应”传输和处理,研究地面物体的形状”大小”位置以及与环境的相关关系等宏观规律的现代科学技术;全球定位系统(GPS)是利用人造卫星观测物体的实时动态,测定和记录点的三维坐标以及点坐标的动态变化过程。3S技术可以为用户提供不同精度的空间定位数据,其精度可达到厘米甚至亚毫米级。3S的有机结合在开展水文及水资源管理工作中发挥着重要作用。
二、3S技术的基本原理
3S技术的先进点在于它传导信息的实效、时速性,并且还能以动态的形式传导,利用RS技术获得影像资料,同时也能准确、及时、综合性获取地理信息系统和环境数据,及时自动更新数据库内的相关数据。GPS可以给出检测物体的三维数据,确定物体时间和数据空间定位,进而获取地面控制的样本类型判断。GIS技术可以先采集相关地理数据,实现采集后的数据查询、管理、分析和计算,为遥感数据分析提取提供辅助数据,使其自动分类的精细度提高。
三、3S技术在水文与水资源工程中的应用优势
3S技术作为一种现代信息技术,是遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的结合,同时也具有三者的优点,将其运用于水文与水资源工程中具有重要的意义,本文对3S技术在水文与水资源工程中运用优势进行分析。
(1)有利于提升水文和水资源工程相关工作的效率。运用3S技术进行水文与水资源工程的探测,能够在较短的时间内获得数量较大的信息,可以有效的提升水文和水资源工程相关工作的效率。
(2)有利于提升水文和水资源工程获取相关数据的准确性。将3S技术运用到水文与水资源工程中,进行相关数据资料的获取,探测的范围大,且受到到限制条件少,不受环境等因素的影响,能够获得较为准确可靠的数据信息。
(3)具有良好的集成性和可视化。运用3S技术,能够对获得的水文与水资源的相关信息进行分析和处理,并通过显示器对相关数据信息进行显示,具有较强的集成化和可视化。
四、3S技术在水文水资源中的应用
(1)3S技术运用于水文与水资源工程规划中
水资源管理是一项较为复杂的行为,包括内容比较广泛,需要收集和处理的问题逐渐增多,显然,传统的方法已经无法满足,3S技术的结合,建立水文和水资源工程管理系统可以有效解决这一个问题,比如,在生态区域内采用RS和GPS技术进行面积测算和定位,建立数字高程模型,通过收集和整理的数据,在GIS数据库里处理分析,获取区域内系统的生态需水量,进而估算出区域内生态需水量,真正指导水文和水资源管理工程的实践工作。
(2)在水资源评价中的应用
影响水资源质量的要素包括含氮量、浑浊度、总悬移质泥沙含量与pH值等等,近几年来,利用遥感技术定量监测构成水质量的这些要素的研究有了一定的进步。这种对水体所含要素采用高光谱的定量遥感测定研究,几年之后将有可能应用于生产实际。
(3)3S技术在水文水资源中的防洪应用
在防洪救灾工作的初始阶段,最为重要的是获得洪水预报信息。要在洪水到来之前,获得准确的洪水预报信息,因此对于洪水信息的采集至关重要。此时可以使用全球定位系统建立一个流域空间参考基准,从而建立一个区域广泛的控制网,这能够获得大量的基础地理信息,并提供洪水静态与动态位置的详细信息,从而在防洪初期就能够对洪水的风险进行评估,还能够对收集到的数据进行分析,预算洪灾给社会带来的经济损失,从而较好地控制洪灾的发展形势,做好防洪工作。使用遥感技术获得流域内的影像数据,使用地理信息系统获取数字形式的矢量地图、数据化的模型与数字化的影像图等有关洪水的信息。通过3S技术获取监测数据之后,可以在洪水时期不同阶段分析遥感影响与流域中各个测量站的监测数据,从而对这些数据进行分析,获得流域内洪水动态信息,进而为防洪工作提供较好的参考依据,并制定出合理的防洪措施。在灾情预测与对策的过程中,使用3S收集的数据,对灾区的情况进行模拟,从而制定出应对方案。
(4)水资源环境自动监测
在自动检测水环境过程中,相关技术人员通过应用计算机数据库中的通信信息网络,实现3S技术与自动监测系统的有效连接,以实现最高精准度的自动监测。通常情况下,自动化监测包括数据信息检测、数据信息存储以及数据信息评价管理等。通过结合定量式的自动监测和GPS定位监测系统,能够准确地检测出水的pH值,还可以掌握地面沉降情况。除此之外,相关技术人员通过有效地结合RS系统和GIS系统,不仅能够对监测水域范围进行技术性分布,还可以实时检测附近水资源环境的沼泽、水体营养、水土流失情况、沙泥污染情况。
(5)3S技术运用于水文与水资源的水土保护中
在我国,水土流失是制约区域发展的重要原因,因此,必须做好水文与水资源工程中的水土保护工作,将3S技术运用于水土保护中,能够有效的提升水土保护工作的效率。具体来说,是通过将RS和GIS相结合,对区域内水土流失的相关数据进行收集和分析,从而判断出各个区域的水土流失情况,然后提出相应的预防治理措施。在进行水土保护工作中运用GIS,还能对水土流失的相关数据信息进行动态的分析管理,为开展水土保护工作提供大量的更加科学和直观的数据资料。
(6)在地下水污染方面的应用。
水环境的污染有多种,人们通常使用遥感技术对水环境进行检测,首先利用该技术获取卫星遥感图像,然后由实际污染物的特点,翻译图像中的信息,以此来监测污染物的发展情况与发展趋势。不同污染物图像会呈现出不同的图像特征,当水环境中的泥沙总量增加时,水体的整体反射率将会提升。当水受到石油污染时,石油会降低水体的整体反射率。即使水体的污染是由同一种因素导致,污染程度不一样,在遥感图像中也会存在差别。
结束语:
目前我国水文与水资源信息的采集及处理技术正处于起步阶段,相对来说较为落后,无法准确发挥出水文信息的应有作用,在科学技术的不断发展下,需要结合计算机信息化技术,构建数据信息库,并且以3S技术和GIS技术为核心,实现对水文和水资源系统信息的空间化处理,使数据更加清晰明了,同时也促进水文与水资源内容的不断丰富。
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