余弦

摘 要：做好地表水源地水體監(jiān)測工作十分重要，傳統(tǒng)監(jiān)測手段很難直接獲取地面信息，監(jiān)測體系不健全，很難獲取到相關信息。遙感是一種科學、先進的監(jiān)測手段，能夠幫助監(jiān)測人員客觀、快速的獲取到地表的水體信息，本文主要分析遙感技術(shù)在地表水源地水體監(jiān)測中的應用。

關鍵詞：遙感技術(shù) 地表 水源地 水體監(jiān)測 應用

地表水源作為人類生活與生產(chǎn)中的主要水源，做好地表水源地水體監(jiān)測工作十分的重要，傳統(tǒng)監(jiān)測手段很難直接獲取地面信息，監(jiān)測體系不健全，很難獲取到相關的信息。遙感是一種科學、先進的監(jiān)測手段，能夠客觀、快速的獲取到地表的水體信息，對于地表水源地水體監(jiān)測工作的開展有著十分重要的意義，下面就針對遙感技術(shù)在地表水源地水體監(jiān)測中的應用進行深入分析。

1.地表水源地水體遙感監(jiān)測技術(shù)的分析

1 . 1地表水源地水體遙感監(jiān)測技術(shù)的結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)地表水源監(jiān)測與遙感監(jiān)測業(yè)務的有機結(jié)合，就需要建立起流域蓄水監(jiān)測與地表水源地湖蓄水監(jiān)測的框架，為了滿足監(jiān)測需求，整個系統(tǒng)需要涵蓋到流域蓄水監(jiān)測以及湖庫蓄水監(jiān)測兩個內(nèi)容，其中，流域蓄水監(jiān)測即將流域水文模型與點監(jiān)測結(jié)合起來，湖庫蓄水監(jiān)測能夠?qū)λ此畮焖w點進行全方位的監(jiān)測，這樣構(gòu)建出了一個立體監(jiān)測系統(tǒng)。

在整個監(jiān)測框架之中需要應用在遙感技術(shù)、地面水體監(jiān)測同化技術(shù)以及湖庫水體面積監(jiān)測技術(shù)，其中，湖庫水體面積監(jiān)測技術(shù)需要利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)源，這樣即可形成一種滿足時間與空間分辨率要求的技術(shù)體系。

1 . 2多星源地表水源地遙感監(jiān)測技術(shù)分析

為了對地表水源地進行科學的管理，就需要定期頂水源水庫蓄水動態(tài)進行進行科學合理的監(jiān)測與分析，關注水質(zhì)與水量的變化情況，為了達到這一目標，就需要使用高分辨率的衛(wèi)星進行監(jiān)測，為了提升監(jiān)測的精確度，多使用多顆衛(wèi)星，并采用中高分辨率相結(jié)合的模式來開展監(jiān)測工作。

根據(jù)現(xiàn)階段下衛(wèi)星的數(shù)據(jù)情況以及業(yè)務成本，一般選擇8到9顆高分辨率衛(wèi)星即可組成衛(wèi)星數(shù)據(jù)源組，利用高分辨率衛(wèi)星來改善測量的精度，利用中分辨率衛(wèi)星來滿足時間頻度的需求，這樣即可形成一種以旬為周期的水源地水體監(jiān)測系統(tǒng)。

1 . 3基于多光譜水體提取原理分析

在現(xiàn)階段下，基于多光譜水體遙感影像可以將提取水體的方式分為單波段閾值法、水體指數(shù)法以及譜間光譜法三種類型。

1.3.1 單波段閾值法

該種方式的判斷參數(shù)是一個單一波段，這種單一波段是水體特征最為突出的一個波段，再對閾值進行劃分，單波段閾值法能夠充分的利用其水體的強吸收性特征與土壤和植被的反射性。單波段閾值法簡單，但是其中有大量的混淆信息，識別的精度也受到了一定的制約。

1.3.2 水體指數(shù)法

關于水體指數(shù)，有著多種多樣的形式，其原理均為波段比值運算方式，其典型水體指數(shù)有以下幾個類型：

第一，歸一化差異水體指數(shù)。歸一化差異水體指數(shù)最早由Mcfeeters提出，該種方式即使用近紅外波段CH NIR與綠光波段CH Green灰度值差比來消除植被，將水體突出出來。

第二，混合水體指數(shù)。混合水體指數(shù)最早由莫偉華提出，通過對水體指數(shù)物理特征的分析與水體光譜特征進行結(jié)合提出了綜合歸一化植被指數(shù)與紅外波段混合的水體指數(shù)。

第三，新型水體指數(shù)WI1與WI2。新型水體指數(shù)WI1與WI2是基于MODIS第二波段基礎上產(chǎn)生，根據(jù)植被、建筑用地與水體地物光譜特征上產(chǎn)生。

2.基于面向?qū)ο蠓诸惙绞降乃w提取技術(shù)分析

2 . 1尺度分割法

與中分辨率遙感影像以及低分辨率遙感影像相比而言，高分辨率遙感影像在景觀形狀、紋理、結(jié)構(gòu)與細節(jié)方面有著突出的信息，如果將傳統(tǒng)光譜提取法應用在高分辨率遙感影像中，那么是很難進行區(qū)分的，這也會限制地物提取技術(shù)的精度與效率，在這種模式下，處理結(jié)果中會出現(xiàn)細小斑塊。為此，需要對分類基本單元進行研究，將其整體特性作為判斷依據(jù)，利用對象本身的特征以及相關關系特征。

其中，最為關鍵的技術(shù)就是影像分割技術(shù)，這一技術(shù)能夠?qū)袼攸c矩陣影像分為不同的小區(qū)域，在操作時，需要根據(jù)不同的尺寸來分析，在應用該種技術(shù)時，需要采取科學有效的措施保障影像分割區(qū)域的同質(zhì)性，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化的分割。為了達到這一目的，就需要從單像元來進行合并，對于相鄰影響區(qū)，需要采用合并延伸法。其計算思想為，在單個像元開始，與鄰近像元進行合并，再計算完成后需要將輸出結(jié)果作為下一次計算輸入單元，再次與相鄰對象進行合并，直到不能與其他對象進行合并。

其中，影像能夠看做區(qū)域與區(qū)域中的一個拓撲關系，在初始階段，每個像素都是一個區(qū)域，能夠與周圍區(qū)域進行相應的連通性分析，在進行分析時，需要利用形狀特征與多層光譜進行描述，在對區(qū)域進行合并時，需要將區(qū)域鄰接圖區(qū)域作為入口，對符合相關條件的區(qū)域進行搜索，再將不同的區(qū)域進行合并處理。在合并的過程中，需要確定好閾值條件，該種閾值條件不同于傳統(tǒng)分割法中的閾值，在閾值相對較小的情況下，只有相似區(qū)域條件才能夠滿足需求，此時，區(qū)域尺度也較小；在閾值較大的情況下，區(qū)域尺度也較大。遙感影像有著數(shù)據(jù)量大的特征，影像像素點眾多，如果同時處理整幅圖，那么效率必然不理想，考慮到這一因素，可以使用初始區(qū)域鄰接圖進行處理。具體的算法流程詳見圖1。

2 . 2知識庫的構(gòu)建

在進行影像分割之后會出現(xiàn)紋理、光譜以及開光特征，這就會有效提升其特征維數(shù)，很容易出現(xiàn)Huge現(xiàn)象，降低效率，考慮到這一因素，就需要使用最大相關性最小冗余度方式進行挑選，選擇相應的特征變量，再進行識別和分類。

其中，面向?qū)ο蠓诸惖匚镒R別的特征主要是全局特征、空間特征以及對象特征，在這些特征之中，空間特征描述的對象與對象之間的關系，對象特征則描述的是對象的光譜與紋理。endprint

3.地表水源地水體天地數(shù)據(jù)同化技術(shù)方式3 . 1技術(shù)框架分析

衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)可以快速的獲取到相關區(qū)域信息，地面監(jiān)測能夠精確的獲取到相關點信息，而地面監(jiān)測法則需要使用轉(zhuǎn)換與推導的方式來獲取信息，在衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展之下，很多區(qū)域監(jiān)測信息都是很容易被獲取的，這就能夠觀測到不同角度的實時信息，為提升水資源監(jiān)測能力奠定了堅實的基礎。

3 . 2 監(jiān)測注意事項

在開展地表水源地監(jiān)測時，需要將重點放置在水源地蓄水量的監(jiān)測上，要注意到，水庫蓄水狀況監(jiān)測效果會受到水域蓄水狀態(tài)與庫容曲線準確性的影響，水庫在運行的過程中會出現(xiàn)沖淤變形以及庫底淤泥的情況。遙感能夠快速的獲取到相關的指標，這種指標獲取情況與地表水源監(jiān)測蓄水量指標有著密切的關系，采用遙感技術(shù)可以有效修補傳統(tǒng)監(jiān)測方式的不足，還能夠?qū)λ畮焯卣髑€進行實時的修正，提升監(jiān)測精度與準確度。

在進行監(jiān)測時，需要以時間為關聯(lián)項來建立點鋸數(shù)據(jù)集，對水位—面積關系曲線進行適宜的修正，再以原有庫容曲線為基礎來建立相關的關系模型，輸入水位—面積關系曲線，完成以上工序后，即可輸入地面實測數(shù)位，利用曲線來計算水庫蓄水量，這樣即可得到最后的評價成果。在實際應用的過程中，點據(jù)會不斷的進行積累，此時即可對水庫特征曲線進行修正，采取科學有效的措施提升監(jiān)測的精度與準確度。

4.結(jié)語

總而言之，水源地是大自然中湖泊與河流的源頭，也是人類生存與發(fā)展水資源的源頭，水源地與人類的生存有著密切的關系，在社會的發(fā)展之下，人類生活與生產(chǎn)對于水資源也提出了更高的需求。就現(xiàn)階段來看，我國水資源還存在時空分布不均衡、人均水資源量少的特點，水資源供求矛盾突出，因此，必須要對這些水資源進行科學的調(diào)度與管理。遙感技術(shù)為地表水源地水體監(jiān)測工作的開展提供了良好的條件，該種監(jiān)測方式是值得進行推廣和使用的。

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