水文地質勘查中遙感技術的應用

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摘要∶我國北方大部分地區，地表水資源較為匱乏，人們生活生產用水大都由地下水資源提供。因此，提高地下水資源的勘察、開發利用是當地社會發展的必要條件。本文以此為主要研究方向，希望通過對地區衛星遙感數據分析，對一個地區的地下水位分布狀況進行更為準確合理的評價、判斷。本文全面論述了遙感技術在水文地質勘察中的應用原理，并對水文地質的遙感技術勘察結果進行細致的分析和解讀。

關鍵詞∶遙感技術;水文地質;應用探索

本文利用新興的綜合性遙感技術作為探測數據來源，其原理主要是依據遙感器對地表物體進行探測，利用波譜的不同反應來識別地面上的各類地物。利用遙感技術對地下水勘察相關因素信息進行科學準確的評價、判斷。通過對地表含水斷層、線性構造、裂隙、地面濕度等信息，準確地評價一個地區的地下水資源。同時，微波遙感還能夠直觀的對地下潛水層進行探測，使地下水資源的開發利用更為全面、科學。

1.遙感技術應用概述

1.1遙感技術概念及特征

目前，人們對于遙感技術的普遍定義為從遠處探測和感知事物和物體的技術的統稱。因此遙感技術有以下幾個特征。首先，遙感技術相較于其他探測技術來說，探測的覆蓋范圍較大。其次，遙感技術獲取的探測數據，信息種類眾多，手段多樣，技術也相對先進。最后，探測信息表現大多是通過圖像的形式來表現，獲取探測數據信息方式更為直接、快速。同時整個探測用時也相對較短。

1.2遙感技術體系概述

遙感技術的應用體系一般為探測信息的獲取、傳輸、解譯和應用。其中信息的獲取主要通過對地表物體波譜進行探測。通過專業的遙感探測數據傳播設備和軟件對初步信息進行傳輸，然后再對原始探測信息進行對比統計處理。信息的解譯則是主要通過模式識別、模擬實驗和地物分析等方法進行信息的細化。最后對這些經過解譯的系統性數據信息進一步的應用加工。

1.3遙感技術水文勘察中具體應用流程概述

在水文勘察中，遙感技術的具體應用重視對地下水位有關的環境因素的綜合分析，同時注重對遙感圖像數據的處理方法。具體應用流程如下∶首先，對勘察地區背景進行必要了解，同時，確立明確的水文勘察目標。根據目標收集相關原始資料。其次，圍繞勘察目標對遙感技術的相關原始資料進行分類。對各遙感資料信息進行細致的遙感圖像信息處理。同時，根據各類信息不同的遙感圖像波段，進行合成波段的合理選擇。以此對各類遙感探測圖像信息進行解譯。然后，再加工各類相關資料信息的解譯結果。綜合分析地下水位的分布情況，根據土壤的水分、反射率、像元關系等原理，構建科學合理的地下水位分布模型。根據土壤水分以及地下水位分布模型，對單波段以及多波段地下水位進行詳細估算。把估算結果和地區背景資料、歷史勘察資料等進行對比，檢驗勘察結果。最后，構建更為全面合理的地下水位分布模型，進行詳盡專業的勘察結論以及勘察土建制作。

2.水文氣象條件概述

水文氣候條件是影響地下水資源最為直接的環境條件。其主要包括地表水文條件以及氣象環境條件。地表水文條件包括地區的河流、湖泊等地表水系環境，以及這些地表水系分布位置地表蓄水量。地區地表水系條件的優劣對判斷地下水資源有很好的參考價值。氣象環境條件包括地區降雨量、地區季節溫度、風速等氣候條件。降雨量也是判斷地區地下水資源的重要參考依據。溫度包括日照時長日照強度等，通過這些條件能夠準確地判斷地區水分蒸發情況。同樣道理，也要對地區風速進行詳細定量偵測。這些氣候環境條件的數據獲取首先要以年為單位，判斷地區長期所處的氣候環境。同時還要獲取地區短期的氣候環境數據。通過當前氣候環境的變量來判斷地區所處的水文氣象條件。

3.地下水資源遙感勘察具體應用方法概述

遙感技術對地下水資源的勘察主要依賴于衛星拍攝的當地地形變化以及氣候特征等因素信息，然后通過地質學解譯標志進行處理。解譯標志的方法大致可以分為兩種。一種是直接解譯標志，一種為間接解譯標志。本文采用的是人機交互式的間接解譯標志中的人機交互式解譯方式。首先，應該對地下水資源相關的地形地貌遙感圖像、以及巖性構造、土壤植被、地表水系特征等進行遙感特征分析。其次，通過對遙感圖像中光譜信息的提取分析，判斷地層巖性情況。確定地區是否存在潛水含水層以及易存水性地層巖性構造。最后，通過數學統計學技巧以及模型學技巧等信息處理方法，對地下水位進行單波段和多波段的評估模型構建。同時，對評估結果進行進一步實測印證，確保遙感技術勘察數據能夠更加準確的反映地區地下水資源分布情況。

4.遙感信息分析方法概述

本次所采用的信息數據分析方法主要通過對遙感圖像的解譯，再結合地區水質氣象環境條件的探測以及對地區地形地貌的判斷，對地層巖性以及具體位置信息的判斷，最后，通過綜合多波段模型呈現的水文數據的變化規律等信息，分析地下含水層分布情況。從而能從多個角度對影響地下水資源分布的各個因素進行具體判斷。更加準確的對地區的地下水含水層數量、地下水儲存量、地下水深度、水質、形成年代等進行分析，為開發利用當地地下水資源提供更加全面、科學的勘察數據。

5.遙感圖像數據處理以及水文地質信息提取方法分析

5.1遙感數據類型的選取

由于不間斷的遙感影像成像方式以及獨特的對地物的表現方式，遙感圖像數據也有明顯的特征。因此，在進行遙感圖像解析之前應該選擇更為適合的遙感圖像類型，然后再根據不同圖像類型的地物波譜特性曲線來選擇合適的解譯波段。例如對于水體多采用TM1波段進行解譯，巖性識別則一般會用TM5或TM1波段進行，而對于植被則采用TM2波段進行。影響遙感數據類型選擇的因素主要包括環境因素以及解譯目標等影響。首先，環境因素包括，遙感探測時間以及地形特點等。如對于地質、地貌等遙感數據的解譯一般選擇在冬天進行遙感影像探測。而對于植被的遙感探測多選擇在春季和秋季。另外，考慮解譯目標的面積大小以及時間跨度等因素的不同，所選擇的遙感影像尺寸以及波段變化組合等也要符合解譯目標的實際需求。

5.2遙感數據的處理

在遙感數據處理中，由于遙感數據特殊的傳輸處理方式，很容易對遙感數據在傳輸過程中或軟件工具處理過程中出現對比度下降、幾何變形等失真現象。因此，首先要對出現失真現象的遙感圖像進行科學的誤差校正，而誤差校正要分兩個部分進行。首先，對遙感數據輻射量的校正。遙感圖像的輻射量主要是指圖像的光譜輻射特征。光譜輻射特征會在經過大氣層或傳感設備本身是受到一定的影響而出現輻射量誤差。因此，應該根據具體的數據對比、數據分析等手段確定誤差的范圍。然后通過對傳感器的工作參數進行微調來校正這種誤差。其次，遙感圖像幾何位置的誤差。對于遙感圖像像元位置的誤差，可以通過以一個典型的準確的地物作為空間位置的控制點，根據控制點對地表坐標和遙感圖像坐標進行統一校正。

5.3圖像合成波段的選擇

大多數勘察對象的地物組成成分都較為復雜，不同地質結構的遙感波段參數也不同，其表現出的光譜特征也有差異。同時，同樣的地物在不同波段上所表現出來的光譜特征也不一樣。因此，大多數情況下，都要選擇遙感圖像合成波段對地區地物組合進行全面分析。我們可以依據地區水文地質勘察結果以及圖像數據提取目標、各種巖層光譜效應以及各個波段光譜信息等因素，綜合考慮，選擇更為合適的遙感圖像合成波段。

6.結論

本文通過對遙感技術的應用特征以及應用技巧入手，對遙感技術在水文地質勘察中的應用流程進行了進一步說明。本文認為在進行復雜地質環境的水文地質勘察工作時，可以應用遙感技術把水文地質勘察工作。通過對地物遙感圖像的定量分析，對影響水文地質的各方面因素進行科學評析。繼而更加準確客觀的全面判定地區的地下水資源狀況。由于本人能力有限，缺乏遙感技術實際應用經驗，對于遙感技術的應用知識系統和實踐經驗不足。可能會對遙感數據的解譯過程出現一些不夠嚴謹的理解。對于這方面的欠缺，希望能在今后的工作學習中得到補充。

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作者:吳延明 單位:山東省魯南地質工程勘察院