遥感技术在防汛抗旱中的应用

山东黄河河务局门户网站 时间:2022-9-27 来源:本站原创

摘要:随着信息技术的发展,遥感技术被广泛应用于社会发展的各个领域。遥感技术是指遥感技术控制系统、数据采集系统、数据传输系统、后台数据分析系统等为一体的人工辅助工作系统,具有高协调性与智能化的特点,能更好地满足特定行业的需求,是未来遥感技术发展的方向。遥感技术应用于水利管理领域,能完成水利运行管理中旱涝情监测、水环境定点监测对推动水利事业智能化、信息化发展具有深远意义。

关键词:遥感技术;防汛抗旱;应用

引言

随着信息技术的发展,遥感技术被广泛应用于社会发展的各个方面。但单一的遥感技术搭载摄像头的技术在其发展过程中面临着诸多技术瓶颈,随着各行业的快速发展,对遥感技术提出了更高要求,需要更加专业的遥感技术,集成更加先进的软硬件设备参与工作。因此,遥感技术随着行业的需求应运而生。遥感技术与传统的单模块遥感技术数据采集、后台分析系统相比,具有更高的协调性与智能化,能充分满足各行业的需求。因此,遥感技术是未来发展的方向。随着水利信息化建设的不断推进,采用先进技术手段提高水利行业的工作效率是目前水利工作者的研究重点。遥感技术应用于水利管理领域,可利用遥感技术高效、机动、灵活的优点,获取更高效的河道影像资料和重点区域全景照片。同时可充分发挥其运行成本低、覆盖范围广等优势,完成水利管理中旱涝情监测、水环境定点监测、日常河湖巡查等任务,最大限度地破解水利例行巡查中巡查线路长、巡查面积大等时空限制难题。

1.遥感技术的应用现状与发展趋势

1.1遥感技术的应用现状

当前遥感技术在执行飞行任务时,人工控制仍是主要控制手段。遥感技术的应用也主要集中在航拍、地形地物观测等相关领域。因此,需采用协调性更高、集成化程度更好的遥感技术参与系统工作。遥感技术将遥感技术、信息技术、计算机技术、无线通讯技术等先进科学技术进行整合,形成了一套替代人力以及部分脑力进行相关领域工作研究的辅助工作系统,目前只应用于部分高科技领域。

1.2遥感技术的发展趋势

目前遥感技术的理念逐步被各个行业所接受。搭载或链接行业软件,集成各种测量测绘设备等集成化程度更高的定制遥感技术也将被各个行业所青睐,成为未来发展的新趋势。

2.遥感技术集成巡查系统在水利管理中的应用

2.1在渠系灌溉运行中的应用

渠道巡查是基层水利管理工作的重中之重,基层管理站(所)投入大量人力物力,对灌溉期内渠道运行状况进行日常巡查,保障渠道输水安全性,确保渠道周边村民的财产安全。灌溉期内渠道24h运行,巡查任务十分繁重。一方面,要充分保障灌溉期内渠道的正常运行,防止因管理疏漏而造成渠水淹田等水事纠纷;另一方面,要充分保护渠道安全,防止因淤积物造成水淹渠毁事件。而传统的渠道巡查巡查线路长、覆盖范围广,制约着渠道巡查工作的有效开展。以多系统集成后的遥感技术巡查,能最大限度地避免环境、人为因素的干扰,从而缩短巡查时间,提高巡查效率,降低巡查成本。

2.2在抗旱防洪中的应用

遥感技术巡查系统在抗旱防汛方面,能充分发挥其高机动、高灵活性的特点。每年6—9月进入主汛期,虽然在重点防洪区内安装了雨量监测系统、防洪预警系统,但要实时监测洪水流向、及时全面评估行洪区内的水毁,还需遥感技术等辅助监测设备突破环境限制,进行实时实地巡查。把遥感技术巡查系统高度集成化,使其将更加专业的信息采集系统与旱涝分析系统集成在遥感技术中,能充分发挥其专业、高效、便捷的功能优势,为洪水实时数据采集分析提供技术支撑,为科学防洪提供有力的技术保障。遥感技术定高采集农作物及耕地使用信息,通过对农作物叶面色彩的辨识及叶卷形态的分析,能更直观地判断旱情发展程度及受灾面积,为进一步分析旱情及采取有效抗旱措施提供直观全面的决策依据。

2.3在河道巡查中的应用

传统河湖管理受视频探头、人员安排的限制,不具备空间持续性,突出表现为河湖管理以“点、面”形式为主。河湖巡查遥感技术集成巡查系统将地理信息处理与环境分析系统集成于一体,在河湖巡查中能发挥其更专业的功能优势。在开展日常河道巡查,保障河道行洪顺畅,保护流经区域内群众的生命财产安全,责任十分重大。因此,需投入更多巡查力量,加强水域岸线空间管控、保障河道正常行洪、防止发生违法河道采砂等破坏河岸事件。传统的巡查模式需投入大量人力物力,但无法保障巡查的时效性、高效性。因此,需要集成化程度更高的遥感技术,尤其是集专业的影像数据采集与地理信息分析识别于一体的遥感技术,充分发挥其快速、便捷、高效的优点,参与河道日常巡检。

3.遥感技术在防汛抗旱中的应用

3.1基于云平台的遥感技术控制系统

遥感技术巡查系统应用于防汛抗旱中,首先面临着遥感技术的控制难题。传统的遥感技术以人工控制的方式采集数据,更为先进的遥感技术控制系统加入了GPS导航和路径设置模式,保证了遥感技术按照指示路径飞行并采集数据,但无法自动控制遥感技术在特殊观测点位悬停并采集数据。因此,遥感技术控制平台设计过程中,需将操控遥感技术悬停与数据采集系统联系起来,锚定拍摄位置,为捕捉拍摄对象、调整拍摄角度做好前期准备。同时,遥感技术能根据前期设定的数据采集对象特征,自主判断并完成悬停与数据采集的协调工作,保障了数据采集的真实性、有效性。

3.2基于采集对象特征识别的遥感技术数据采集系统

遥感技术数据采集主要根据预设路径对特定目标

物进行拍照,在拍照过程中有效信息自主甄别难度大。以抗旱防洪为例,遥感技术对实时监测洪水流向,要求遥感技术以渠系为预设路径飞行并实时传输数据,因而产生的数据量大、无效信息多。因此,在数据采集初期要对观测系统加入约束条件,采用路径位置锚定与采集对象特征识别相结合的方式,操控遥感技术对巡查对象进行巡查拍照。抗旱防洪巡查中最常见的雨量监测、防洪预警情况,采用遥感技术目标定位方法,确定目标定位过程中的坐标转换关系并推导出摄像机视轴角的计算模型,对同一目标点多次测量定位。

3.3基于数字化的遥感技术数据传输系统

遥感技术数据采集完成后,需要对采集完成的数据进行传输,传输数据采用全要素数据传输和分析结果传输2种模式。全要素传输模式将采集的原始数据全部传输到后台系统,其优点是数据采集全面,为数据分析提供了有力支撑;缺点是传输条件局限性大,在抗旱防洪巡查中更是受到传输信号的限制。随着5G技术的应用普及,这一难题将得到彻底解决。遥感技术集成数据分析模块将采集完成的数据及时分析,并将分析结果传输到后台系统,其优点是数据分析速度快、一体化程度高,缺点是集成分析模块技术要求高。

3.4后台数据分析系统与反馈系统

遥感技术后台分析系统与信息反馈系统将传输来的数据进行进一步的甄别、分析,然后建立对应的数据模型,得出科学的结论,并以图表等形式展示出来,为决策提供直观依据。后台分析系统与反馈系统是整个遥感技术巡查集成系统的关键,完善的分析系统能进一步确保分析结果科学有效。因此,分析过程中要保证数据的完整性、真实性,同时数据结构要更加严谨,分析要素要更加全面,条件判断要更加科学,算法要更加优化,不仅要横向判断整个分析结果,还要纵向通过历年积累的数据进行验证,从而保证分析结果更加贴近于实际。

3.5基于数字化的遥感技术图形图像拼接与实景成像

遥感技术图形图像拼接技术是将一定数量的包含重叠区域的航拍序列影像进行拼接以获取一幅全景图像的技术方法,能弥补遥感技术在航拍过程中图像覆盖幅宽不足的缺陷,充分扩大遥感技术巡查范围与视角。遥感技术实景成像是先期对巡查区域内的实景进行采集,对采集到的宽幅影像数据进行后台实景建模,作为数据实景成像的依据,将采集的数据与原始采集的宽幅数据图库影像进行比较,从而发现问题,并将问题区域内的影像数据传输至之前建立的实景模型,使其高度融合。不仅保留了原始实景图形图像的细节信息,还能对特殊拍摄区域进行全局把握与信息分析,从而获得并呈现出更加直观的实景巡查成果。局部图像融合到全局模型能大幅度降低数据传输量,减少数据传输能耗,从而优化遥感技术飞行能耗。目前准确、高效的图像拼接与实景成像技术是遥感技术图像处理与视觉成像的难点与热点,也是遥感技术发展过程中必须攻克的堡垒。

结语

遥感技术应用于水利管理领域,可解决水利管理中巡查范围广、难度大、成本高的难题,促使旱涝情监测、巡查、水环境定点监测向智能化方向发展,推动水利管理科学高效发展。(张婷婷)

参考文献

[1]李万能,陈黎.遥感技术遥感技术在水利管理中的应用探讨[J].亚热带水土保持,2017(1):41-43+57.

[2]羊海东,邹宏亮.遥感技术和GIS技术在河道巡查中的应用[J].浙江水利科技,2019,47,(7):46-48.[3]李光.遥感技术的发展现状与趋势[J].现代工业经济和信息化,2021,11(3):12-13+16.

编辑:田光 录入: 审核:

    扫一扫在手机打开当前页

    【关闭当前页面】