水利工程學科前沿講座前沿講座

1、遙感科學與技術(shù)遙感：從遠處探測、感知物體或事物的技術(shù)。泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性，而又不直接接觸物體的技術(shù)。遙感的特點：宏觀性綜合性多波段性多時相性重復探測，有利于進行動態(tài)分析快速遙感器：接收從目標中反射或輻射過來的電磁波的裝置。其組成：傳感器由收集、探測、信號、記錄系統(tǒng)組成。遙感平臺：搭載遙感器的平臺。遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成：遙感試驗、遙感信息獲取、處理、應用。遙感的分類：按遙感工作平臺分：地面遙感、航空遙感、航天遙感。按電磁波分：紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感。按目的分：環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、海洋遙感、水利遙感。遙感技術(shù)研究的必要性：人類及其生存的

2、地球正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。（災害頻繁、資源耗失、環(huán)境污染、生態(tài)破壞。遙感是解決上述問題的基礎(chǔ)：環(huán)境變化、災害預報、資源預報）國防建設(shè)與國家安全的需要。經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的的需要：用于國土資源規(guī)劃與管理，城市的發(fā)展，精準農(nóng)業(yè)，智能化交通等領(lǐng)域。國家科技發(fā)展戰(zhàn)略的需要。1、遙感衛(wèi)星：？氣象衛(wèi)星：地軌和高軌衛(wèi)星成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理短周期重復觀測資料來源連續(xù)、實時性強、成本低。？陸地衛(wèi)星（資源衛(wèi)星）？海洋衛(wèi)星2、遙感在水利中的應用：原理：水體的光譜特性，不同水體的水面特性，懸浮物的性質(zhì)和數(shù)量、水深和水底特性不同。在近紅外圖像上，水體成黑色在雷達圖像上，水體成黑色白天水體為暗

3、色調(diào)，夜晚為淺色調(diào)3、遙感在水利中的應用：在洪澇災害遙感監(jiān)測與評估方面的應用遙感在旱情監(jiān)測方面的應用和研究水土流失調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測方面的應用應用遙感技術(shù)進行有效灌溉面積調(diào)查在大型水庫區(qū)環(huán)境容量方面的遙感應用水利遙感在干旱沙漠區(qū)地下水資源的調(diào)查、古河道的變遷、河床及河口、三角洲的演變，大型水庫壩址的地質(zhì)調(diào)查，水利工程的前期規(guī)劃以及水資源水環(huán)境污染的監(jiān)測與調(diào)查等方面也都有不少的應用。11、效益分析1、洪澇災害的監(jiān)測與評估：社會效益經(jīng)濟效益2、在水土流失遙感調(diào)查方面3、遙感在水利工程的前期規(guī)劃、大型水庫工程的地質(zhì)調(diào)查、環(huán)境容量調(diào)查12、遙感在水利應用中存在的問題1、遙感應用單位性質(zhì)和機制問題2、遙感數(shù)

4、據(jù)源問題13、未來的方向與需求：開展遙感在險情、隱情快速探測方面的實驗與研究建立精度較高的基于災情的評估和風險管理的地理信息系統(tǒng)發(fā)展我國自己的地球衛(wèi)星繼續(xù)開展大面積快速探測地表土壤前期含水量并與水文氣象等進行洪澇災害監(jiān)測建立快速傳輸系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)14、GPS（24衛(wèi)星）?GPS定義：利用人造地球衛(wèi)星進行點位測量導航技術(shù)的一種（空間部分地面控制部分用戶設(shè)備部分GPS信號接收機任務：捕捉GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號并進行處理GPS的定位基本原理利用測距交匯確定點位GPS點位的特點：全球地面連續(xù)覆蓋24顆均勻分布衛(wèi)星保證地面任何地點功能多、精度高、操作簡單實地定位速度快，可在1s內(nèi)完成抗干擾性強、保密性

5、強兩觀測點間不需要通視14、GISGIS信息：用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像、圖形等介質(zhì)來表達事件、事物或現(xiàn)象等內(nèi)容、數(shù)量和特征，從而向人們提供的關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識。信息特征：客觀性、適用性、可傳輸性、共享性數(shù)據(jù)：一種未加工的原始資料，用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像、圖形等都是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是信息表示載體，信息是數(shù)據(jù)的表示的內(nèi)容。地識。地理數(shù)據(jù)：各種地理特征、現(xiàn)象和關(guān)系的符號化表示。包括空間位置及關(guān)系，周期性特征和時域特征的部分稱為空間數(shù)據(jù)的基本特征。地理信息特征：1、空間分不性2、屬性特征3、數(shù)據(jù)量大4、信息載體多樣性5、時序性信息系統(tǒng)：具有采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)。地理信息

6、系統(tǒng)：在計算機軟硬件支持下是以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計算機空間信息系統(tǒng)（整個地球或部分區(qū)域的資源，環(huán)境在計算機內(nèi)的縮影）GIS發(fā)展階段：1、起始2、發(fā)展鞏固3、推廣應用4、蓬勃發(fā)展GIS構(gòu)成：硬件、計算機、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、GIS平臺軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、系統(tǒng)軟件、地理信息系統(tǒng)軟件、應用分析程序。（11、結(jié)構(gòu)：知識維、邏輯維、時間維（12GIS軟件平臺的功能組成：數(shù)據(jù)輸入模塊，圖形與屬性編輯塊，數(shù)據(jù)存儲與管理模塊、數(shù)據(jù)分析與處理模塊、數(shù)據(jù)輸出與表示模塊、用戶接口模塊遜5個方面的問題：位置問題、條件問題、變化趨勢、模式11、GIS可以

7、做什么？管理海量數(shù)據(jù)、瀏覽查詢、疊加分析、緩沖區(qū)分析、生成數(shù)字地面模型（地形分析、網(wǎng)絡(luò)分析、路徑分析GIS應用構(gòu)成）12、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型A、矢量數(shù)據(jù)概念（代表地圖、圖形的各離散）b、柵格數(shù)據(jù)16、GIS的現(xiàn)狀：基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)建設(shè)部門、市政設(shè)施部門、公眾服務部門、金融服務部門、社會經(jīng)濟部門、能源部門水利信息化系統(tǒng)1、系統(tǒng)組成：信息采集、洪水預報、防洪調(diào)度、災情評估、信息服務、汛情監(jiān)測、會商信息氣象系統(tǒng)2、防汛系統(tǒng)T水資源管理T水土保持系統(tǒng)3、技術(shù)在水利中的應用：防汛抗旱、水資源利用、水環(huán)境保護、水土保持、水文監(jiān)測、流域規(guī)劃、農(nóng)田水利4、水資源利用：水資源對生態(tài)影響分析地下水流系統(tǒng)化學組成時空變化

8、分析高光譜對地下水分析降雨后河流蓄水動態(tài)分析水資源污染評估子象元分類用于水質(zhì)分析水體演變遙感動態(tài)分析水政管理水資源水文地質(zhì)圖水資源規(guī)劃(11冰資源對人類影響分析地下水質(zhì)與土壤及水文化狀況分析區(qū)域水資源綜合分析(14冰利設(shè)施分析(15冰利制圖，水土流失分析5、水土保持：水評價、流域三維生態(tài)景觀6、水環(huán)境監(jiān)測：a、高光譜、光譜分析b、淹沒地理分類c、變化檢測d、基于專家系統(tǒng)的水資源分類7、水利工程規(guī)劃：a南水北調(diào)水利工程規(guī)劃b、城市泄洪系統(tǒng)示意圖c、GIS與水利模型集成應用d、水利工程規(guī)劃評估遠程自動化監(jiān)控技術(shù)1、設(shè)計原則：全面規(guī)劃、分級段結(jié)合工程建設(shè)逐步設(shè)施采用技術(shù)先進，穩(wěn)定性好，抗干擾性強靈活、方便，功能及擴充性強憤青項目的主次2、基本功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、管理、系統(tǒng)檢測、系統(tǒng)顯示、優(yōu)秀的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件、防雷、抗干擾性功能、監(jiān)控數(shù)據(jù)外部接口水文自動檢測系統(tǒng)：?、a水情自動采集系統(tǒng)：數(shù)據(jù)采集、遙測站、中繼站和中心站組成超短波通訊水情自動測報系統(tǒng)b流程：?水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)：a設(shè)置水質(zhì)檢測站b、對未實現(xiàn)，自動采集的重要水質(zhì)參數(shù)、人工檢測后輸入c、建立水質(zhì)數(shù)據(jù)庫d、建立預測分析模型，水質(zhì)評價等模型?閘門監(jiān)控系統(tǒng)功能：a、自動監(jiān)測上、下游水位及各扇門的開度和運行狀態(tài)信息b、可實現(xiàn)近地控制、遠程測控c、根據(jù)設(shè)定模型自動監(jiān)控啟閉閘門d、故障傳警，越線告警功能?泵站監(jiān)控系