卫星遥感技术在水文水资源工作中的应用

卫星遥感技术在水文、水资源工作中的应用卫星遥感图片作为研究地球表面状况和动态变化的一种先进工具，在国民经济许多部门得到了广泛应用。对于以陆地上的水体为主要对象的水文资源工作来说，无疑地，卫星遥感技术有着重要的作用。对于水库和较大河流中下游的湖泊，一般都有水面面积和库容的关系曲线资料。只要知道了水面面积就可以求得水体水量。因而，就可以通过卫星图片资料，随时掌握水库和湖泊的水量情况。尤其是洪水过后和干旱期的情况。用这种方法，快速准确且具有连续性。中科院有人量算了70年代以来各期50万分之一卫星照片上的湖泊面积，进行全面湖泊水资源分析与评价的研究工作。美国1972年9月一次大暴雨，在依阿华西南部尼斯纳巴特流域形成特大洪水，在水退后七天，从Landsat一l(大地地球资源卫星一l)图片上还清晰可见洪水淹没的范围，因此制作了1：250000洪水淹没区图，将它与低空的航空照片和地面调查结合的图片比较，结果非常一致。我国中央防汛办公室，曾经通过国家气象局地面卫星接收站的假彩色合成高分辨卫星图片，及时了解洪水期间的水情和洪水过后的淹没情况。1981年东北三江平原地区发生了建国以来比较严重的水灾。洪水期间，美国陆地卫星3号曾于9月2日、3日、4日和22日四次过境三江平原。1983年一1984年中科院和黑龙江省利用卫星图像结合实测资料调查了三江平原地区1981年洪涝水情，编制了1981年三江平原地区洪涝水情和灾情分布图，量算了洪涝水情灾情面积。根据他们分析，用9月初的卫星图片解译平原部分洪水水情，因不同步所引起的误差不大于10%。高河漫滩和阶地上众多的闭流洼地，其地表水的水平流动和下渗都很困难，洼地内常期积水，所以用9月初卫星图片解译内涝区域可达到较高精度。山丘区的洪水过程短促，判读误差在20%左右。如果改进图像处理手段会使解译精度进一步提高。地下水的资料，在水资源调查评价中是很重要然而又是很缺乏的。含有地下水的地区有一定的地形地貌特征，同时不同的水质的光谱辐射特性也不相同。美国利用红外摄影对夏威夷群岛进行研究，发现岛上大部分雨水渗人地下，经过透水层流入海洋，由于海水温度较地下水高，所以照片上可以发现色调较深的一股股地下水流流入色调较浅的海水之中。用这种方法在夏威夷群岛附近找到200处水源。满足了岛上对淡水的需要。对于冰川的监测可以得到关于冰川流水补给河流和湖泊的重要情报。Landsat对于全世界雪盖和冰盖季节性变化的预测，可为全世界新鲜水的补充和全球性气候倾向提供新的认识，根据图像上消融季节雪盖的数据和水文气象观测配合起来，可以。估算以山地雪帽形式储存的水量随时间的变化的分布情况，还可以确定冰川上错综复杂的水流结构，鉴别冰川的移动，并监视冰川末端的变化。这些方面，对于我国西北干旱地区的水资源工作特别有用。在青藏高原的高山高寒地区和西北沙漠地区，人迹罕至，可以借助于卫星遥感技术掌握那里的江、河、湖的数目和水量、水质等情况。如通过Landsat一1拍摄的西藏地区的照片分析，发现原有的地图上遗漏了几个咸水湖和干湖泊，还发现不少干涸湖岸线不断缩小。水质污染问题是水资源工作中十分引人关心的问题。利用不同水质的辐射光谱特性的不同可以监测水的污染。例如缺氧的水色调常呈黑色或呈暗色，水温增高在照片上表现为浅色调异常，硫酸排水污染在全色黑白片加浅黄滤光片的照片上，红与黄色呈浅色调。在1972年10月10.日多光谱卫星图像上，十分明显地发现一个从纽约州新建的国际造纸公司排入恰普林湖的污染流，这污染流流到万佛蒙特州边，为此，万佛蒙特州第一次以卫星照片作为一个证据向该造纸厂提出法律诉讼。在我国的津勃环境遥感试验中对海河污染状况的观测分析表明,海河自天津解放桥以上河水水质清洁，在彩色红外图片上，色调浅蓝，结构均匀。解放桥以下河段在图片的色调逐渐由蓝色变到深蓝色，以至褐色。水质化验也表明，海河由上游到下游水质逐渐变差。我国有人使用1：50万的陆地卫星MSS假彩色，合成图片和黑白图片进行室内判读，建立判读标志，参政有关地形图、地质图等资料，分析浙江东部自然地理条件，综合编制了26个大小流域的下垫面类型图、然后根据多年水量平衡方程式，求出下垫面各个类型与产流有关的参数，进行多年平均径流量计算。计算的结果与实测值相比，有80%以上的流域误差不到10%。此外，还假定年径流量也遵循上述水量平衡方程式，以曹娥江6个验证流域的年降水量直接推求年径流量，同样获得了较好的结果。