3S 技术在水文与水资源工程上的应用

王 健 苏建伟

（1、黑龙江省齐齐哈尔水文局，黑龙江 齐齐哈尔161000 2、黑龙江省水利水电勘测设计研究院，黑龙江 哈尔滨150080）

新时期，为了不断提高水文与水资源工程建设水平，要重视引入更加高效的技术措施，进一步加强技术应用能力，以不断提高建设效率与质量，结合对3S 技术的研究，提出了具体的应用策略。

1 3S 技术概述

3S 技术应用了现代化高科技技术理念，通过远程遥感技术配合地理信息系统和全球定位系统，实现技术的综合运用。3S技术是各项技术的及和应用体现，通过将计算机技术、卫星定位技术以及通信技术等多项技术灵活运用，实现对数据的精准采集和分析，将大量数据资料高效处理，使数据应用更加精准，工作效率提高。

遥感技术也称为RS，利用人造卫星飞行器实现信息的远程收集，通过对特定目标的探测，达到数据的精准获取效果。遥感技术在进行数据采集和传输时，运用了信息的自动获取和存储功能，可以准确获得输入的信息采集指令，使系统的信息数据库不断完善。

地理信息系统也称为GIS，它是将主要的数据系统安装到计算机系统中，将获得的数据信息存储以后，使数据信息得到扫描和运用，用来完善更庞大的空间信息系统。该项技术可以运行并处理大量的信息，实现信息的功能分类，保证信息的应用效果。

全球卫星系统又被称为GPS，它利用卫星完成远程导航、定位、测时、测距等功能。有了远程定位，出行时只需要在该系统的帮助下经过特定的路线，就可以达到指定的目的地，为城市交通及日常出行提供了巨大的便利。

2“3S”技术在水文与水资源方面的应用

2.1 遥感技术在水文与水资源方面的应用

2.1.1 监测径流量。利用远程遥感技术可以对特定区域表面的土壤状况进行数据收集，同时分析该地区水体蒸发量，判断地下水及地表水的相对数值。收集数据后，可以应用水文结构模型，对这片区域的水体存储量做初步的估算。遥感技术能够保证部分区域收集数据的完整性和全面性，数据采集更加快捷。该项技术获得了大量的实时信息数据，因此可以建立特定的水文结构模型，更精准的完成径流量数据判断。

2.1.2 蒸发量监测。蒸发量所承载的能量能够起到中间的平衡作用，保证生态系统稳定运行。目前，多个领域已逐步应用遥感技术，由于其强大的测量效果，可以获得更精准的蒸发量数据。收集的数据需要运用不同的计算方法，以完成特定的应用效果，计算方法包括：统计经验法、全遥感信息模型法、能力余项法。蒸发量检测可以对土壤的多层结构进行数据收集，监测土壤地表的实时数据特征，通过探测数据，建立日蒸散技术模型，进而对地表的蒸发状态进行判断。

2.1.3 监测土壤和地表水分。对土壤内部水分进行监测，需要运用微波遥感方法和光学遥感方法。监控土壤水分有助于完成对地表水以及地下水的判断，进而初步了解地下水的实际径流组成及相应的物质含量。因为水文的相对信息产生变化，所以需要利用精准的数据完成土壤图纸绘制，搭配遥感技术完成数据的采集和监控，精准的获取微妙的数据变化信息，提高监控效率，实现对土壤水分的动态监测。

2.2 地理信息系统在水文与水资源方面的应用

2.2.1 在水资源管理方面的应用。我国水资源管理系统机构实现了对特定区域水资源系统的全面监控。建立水资源管理监测体系，完成了对水文水资源领域的动态监察。结合地理信息系统技术，采集大量的数据信息，构建庞大的水资源系统管理模型，使水资源管理效率得以提高。比如：在黄河下游区域淡水资源信息进行检测时，可以利用数据完成对下游支流水体的高效管理，进而对水体做最大效率的开发和利用。

2.2.2 在地下水资源勘查方面的应用。通过对地下水资源精准的勘察和判断可以完成对水资源的管理和保护，有了大量的数据支持，能够对地下水层的地质状况和水层边界特征进行准确的标注，进而根据空间分布状况，完成水体的利用。结合地理信息系统技术，获取地下水深度的相关数据，分析采集使用地下水存在的技术难度，然后进行数据模型构建，准确判断地下水的实际特征和流动规律，将重要的数据信息收纳到空间数据库系统中，提高信息的查询和检索效率，从而完成对地下水动态形式的精准判断，为地下水的开发和使用提供帮助。

2.2.3 在流域面雨量计算方面的应用。流域面雨量与水库调度、水资源管理、城市供水等系统有紧密的关联，因此，获得的数据有更高的应用价值。流域面雨量通常有以下三种计算方法：三角形法、算术平均法、等雨量线法。根据实际应用领域的不同，采取特定的计算方法，进而保证计算精度，减少计算误差。地理信息系统技术应用时存在较高的数据获取难度，在计算法应用阶段，为了避免出现大的数据误差，通常会对不同流域的雨量分别计算，避免了动态数据对特定区域雨量的限制和影响。

2.3 全球定位系统在水文与水资源方面的应用

2.3.1 全球定位系统在流量与水质监测中的应用。全球定位系统能够完成对我国水体流域的精准定位，了解特定区域水体的实际流动变化状况，帮助完善对于洪水期的数据采集工作，提高了水文检测的工作效率。水质监测方面应用全球定位系统，能够精准判断特定河道、湖面以及海洋的水质状况，从而了解水体实际的被污染程度以及水体的相对变化数据，便于对水体的有效管理。

2.3.2 全球定位系统在洪水调度中的应用。全球定（转下页）位系统可以帮助完成洪水调度时的数据采集，利用建立的水质采集和传输系统，收集特定流域的水质变化数值，并将这些数据信息绘制成水位变化曲线，了解特定时间范围内水体的变化趋势。全球定位系统能够完成数据的动态定位收集，并可以保证收集数据的精度，有了大量的精准数据作为基础，可以对洪水的实际变化趋势进行精准预判，相关人员利用这些数据能够完成防洪的准备工作，降低了防洪的工作难度。

3 3S 技术在水文与水资源工程上的应用

3.1 3S 技术运用于水文与水资源工程规划中

水文与水资源工程规划关乎着社会发展的进程，通过对特定区域水资源的有效开发和使用，能够提高水资源的实际应用效果，使重要的水资源不被浪费。开展水资源规划工作时，需要采集大量的数据信息，以便进行资源的合理分配。传统的采集技术需要耗费大量的人力、物力和时间，当应用3S 技术进行数据采集后，可以在短时间内完成大范围的数据收集，提高了收集数据的效率，为水文与水资源工程的规划提供了便利。比如：当进行特定流域的水量判断时，该项技术可以对特定区域的水体流量进行精准分析，然后通过建立的模型完成对水体的变化判断。

3.2 3S 技术运用于水环境污染监测中

通过对我国水体环境的污染程度分析得知，我国的水体污染程度正日益严重，利用3S 技术完成对水环境污染的监测，能够更好的完成水环境污染的治理。被污染的水体存在一定的污染等级。利用3S 技术收集被污染水体的数据信息，同时利用遥感技术进行区域的水体变化监测，进而对特定区域的水体变化状况进行判断。遥感影像技术能够对水体污染状况实时监测，搭配收集的数据信息，对特定区域进行科学的治理和防范，避免水污染程度的加剧。

3.3 3S 技术运用于水文与水资源防洪中

洪灾严重威胁着我国人民生命和财产的安全，如果能对这种巨大的自然灾害进行提前的预警，能够有效避免出现的巨大损失。利用3S 技术完成水文与水资源的实时监控，为防洪工作提供更大的帮助。结合GPS 定位系统，判断水体的动态数据信息，完成洪灾的预防工作。获取与洪灾区域相关的影像资料以后，利用获得的精准数据完成模型的构建，可以对洪灾进行有效的预防，从而建立的多套防灾方案，降低洪灾可能造成的损失。

3.4 3S 技术运用于水文与水资源的水土保护中

我国水土流失关乎着区域内的实际经济发展进度，所以，采集特定区域水文与水资源的变化数据，有利于对该区域发展进行保护。利用3S 技术完成水体保护工作时，仍然需要依托高效的数据采集系统，进而完成水体保护工作。3S 技术还需要搭配其他的数据收集和分析系统，完成对数据的整理工作以后，对数据进行分析和判断，确定高效的治理办法。水体保护工作需要收集大量与水体流失相关的数据信息，在对这些数据信息进行分析和管理的同时，建立数据分析模型，以动态监控的方式，为水土保护工作提供数据支持，进而制定科学有效的保护办法，实现区域的水文与水资源水土保护。

总之，结合以上阐述，提出了3S 技术的实践运用策略，作为技术人员，要重视结合工程实际，有效的采取更加完善的技术措施，从而才能为相关工作顺利开展提供有效保证。