高精度水位水文遥测系统研究与应用
水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用
水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用随着现代社会的发展，对水资源的需求越来越大，而且全球气候变化的影响下，水资源的分布和使用也出现了很大的不均衡，这对水资源管理和保护提出了极大的挑战。
在这种情况下，水文遥感监测技术应运而生，成为研究水资源的重要工具。
本文将介绍水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用。
一、水文遥感监测技术水文遥感是指运用卫星、航空器和其他遥感平台获取水文信息的一种技术。
水文遥感可以实现对水文参数如河流流量、地下水位以及水体温度等的遥感监测，也可进行湖泊及水库水量变化和水质的监测。
水文遥感技术的应用取决于遥感平台所装载的传感器类型和技术。
1. 卫星遥感：卫星遥感系统对于水文遥感技术的应用在全球尺度上非常有用。
这类遥感系统可以提供大范围的水文信息，包括温度、湿度、水被覆盖程度等。
另外，卫星遥感也可以监测植被和水文关系，在大规模的反演数值模型中也非常有用。
2. 飞机遥感：飞机遥感系统可以从近距离拍摄土壤和植被，也可以监测湖泊和水库水位、流量、水温等。
这些技术可帮助专业人员更好地监测地表水文有关的信息。
它们还可以检测河流、湖泊淤泥或岸边植被的变化，以及湿地附近植被的健康状态等。
3. 地基遥感：地基遥感根据运用各种传感器安装在地面定点观测站，如雨量计、墒情计、水位计以及流量计等可以实时监测雨量流量以及水位、土壤墒情等，为相关专业人士提供实时的水文信息作为决策依据。
二、水文遥感监测技术在水资源研究中的应用1. 水文模拟：水文遥感可以在大规模的水文模拟中起到非常重要的作用，通过遥感数据反演，可以获取湖泊、河流的宽度、深度、流量，以及地下水位等水文数据，这些数据可以作为水文模拟的重要输入参数。
2. 土地利用与覆盖变化：水文遥感可以从纵向和横向两个方面通过遥感技术获取土地利用与覆盖变化信息尤其在国土资源管理、生态环境保护等领域应用最为广泛。
3. 水资源调查：水文遥感已经成为水资源调查的重要工具，尤其是在一些地势复杂、交通不便、或人力资源匮乏的地区，水文遥感通过光学、红外等遥感手段判断水体、测量水位、测算水量等资料，可以大大减轻人力物力的负担，为水资源管理的决策制定提供重要的空间参考数据。
自动水位遥测系统在水库防洪预警中的应用
２ 水库 水 情 实时测报 ． ３ 相关 数 据 即时读 取 ， 时查询 、 随 随时 分析 。
２４ 超 高水位 自动报 警功 能 ．
流量 自动报警装置， 以达到防洪预警之 目的。二 包括进库流量 、 出库流量 、 库水位 、 库容实时数据 ， 做到 标准水位 、 是观测河道该断面 日常水位、流量以达到记录水文资料之
４１ 系 统 应 用 ．
采 如 作 业 ，实 现对遥 测站点 的部分 要素 进行遥 控 的信 息 系 感 器 ， 集处 理各个 传感 器 的数据 。 果数 据超 出 了设 定 的 ．
２ 遥 测 系统 在河 道 、 库水 情测 报 中主要 功能 水
将超声波 自动水位遥测站建设在库 区上游河道 内， 通 过监控测报实时水情信息 ， 达到提前预警 、 提前做好洪水调
３ 数据 接收 系统 （ 测 中心 ） ． ３ 监
上传到指挥中心 ， 管理人员进入警戒状态。 ３４ ， １ ：０测报系统
显示河道测站洪峰流量达到 １０ ３，库水位开始上涨 ， ４ｍ／ ｓ 此 时， 县防汛指挥部指挥 已到达现场并做出排洪决定。 与此同 时， 水库管理人员为核实测报系统的准确性 ， 在河道测站站 点查看预设标志水尺及断面 ，计算结果与测报系统实时数
电， 按地 址顺 序 采集 处理 水 位数 据 ， 果水位 数据 发生的变 如 化 超过预 先设置值 ， 通信 电路上 电、 控制 打开 电台 ， 向中心站 依 次发送实 时的水位数据 ， 时间间隔为 ５。 发送 ｓ
３５ 实时 自报 ．
万 ｍ。 ，建库 以来一 直延用传统 的人工观测方法观测水库 样间隔定时器发出的采样 申请后，给所有的传感器电路上 水情和汛情 ， 不到及时 、 得 准确 的数 据资料 ， 防洪预警是
遥感技术在水利工程中的应用研究
遥感技术在水利工程中的应用研究遥感技术是指通过对地表物体反射或辐射能量的探测、记录、处理和分析，以获取地表特征和变化信息的技术和手段。
在水利工程领域，遥感技术被广泛应用于水文监测、水资源评价、水土保持、水生态保护等方面，具有时间和空间分辨率高、反映静态和动态信息鲜明、操作多方便等优点，为水利工程的规划、建设、管理和应急等提供了强有力的支撑。
一、遥感技术在水文监测中的应用水文监测是指对水环境、水资源和水力条件等进行连续、准确、实时监测和评价的系统工作。
利用遥感技术，可以实现对区域水文信息的自动化、全天候监测和实时更新，提高水文监测的效率和准确性。
卫星遥感可以获得大范围、全天候的地表温度、潜热通量、蒸散发量等水文参数，为大尺度水文过程研究提供了基础数据支撑。
同时，卫星雷达遥感可以监测河流水文特性、地表形变、水文气象等水文事件，为水利工程的洪涝灾害预报和防御提供了及时、准确的监测信息。
二、遥感技术在水资源评价中的应用水资源评价是指对区域水资源数量、质量、利用等进行调查、分析和评价的工作。
遥感技术可以遥感获取地表水体的分布、水量与变化，掌握不同区域水资源的分布、规模、使用和状况，为水管理部门制定水资源保护政策、规划开发措施提供科学依据。
利用遥感技术可以将区域水资源划分为不同的类型、利用方式和水量等级，确定最佳的水资源的供需平衡及开发利用方式。
利用遥感技术对区域间隙水体进行地形解译，获得真实的水体面积、水深和库容，比较准确地评价间歇性水体的水资源量，为水资源的精细管理提供了保障。
三、遥感技术在水土保持中的应用水土保持是指保持土壤肥力、稳定土壤结构和水土流失力，保护水、植被和生物多样性的一系列综合性工程。
遥感技术可以获得土地覆盖、土地利用、植被生态、土地侵蚀等水土要素的信息，为水土保持的规划、建设、管理和评价提供了基础数据支撑。
利用遥感技术可以实现区域植被覆盖度、植被盖度、植被指数、生态系统植被指数等植被参数的遥感测量，实现对植被动态变化的监测，为水土保持的生态修复工程提供技术支持。
遥感技术在水文水资源领域中的实际运用
遥感技术在水文水资源领域中的实际运用遥感技术是一种通过对地球表面进行远距离观测并获取信息的技术手段。
在水文水资源领域，遥感技术的实际运用已经成为一种重要的手段。
它可以通过获取远程的地表信息、监测水文变化、评估水资源状况、预测自然灾害等方面发挥着重要作用。
本文将从遥感技术在水文水资源领域中的实际运用、现有技术手段以及未来发展趋势等方面进行分析。
1.水文监测与测绘遥感技术可以利用卫星、飞机等平台进行对水文要素的监测与测绘，包括水体分布、水面温度、水质、水量、水位、土壤湿度等信息。
通过遥感技术获取的水文要素信息，可以帮助科研人员或政府部门了解地表水资源的分布情况、动态变化和最新状态，为决策制定提供数据支持。
比如在水文灾害预警、水资源管理等方面发挥着不可替代的作用。
2.水资源评估与监测通过遥感技术可以获取远程的地表信息，为水资源评估与监测提供数据支持。
比如可以利用遥感技术获取的地表水体信息，分析水资源的分布与变化，为水资源开发利用和整体规划提供科学依据。
还可以通过遥感技术获取水体的温度、气溶胶浓度、水质参数等信息，用以评估水资源的质量与利用潜力。
3.水文变化监测与趋势预测遥感技术可以长时间、大范围地观测地表水文变化，包括水体面积变化、水位变化、干旱程度、地下水位变化等，从而分析地表水文系统的变化趋势。
结合机器学习、深度学习等技术手段，还可以基于遥感信息进行水文趋势预测，为未来水资源管理和规划提供科学依据。
二、现有技术手段1.遥感卫星遥感卫星是获取地球远程信息的重要手段之一。
目前，已有多种遥感卫星平台，如美国的Landsat、欧洲的Sentinel、我国的遥感卫星等，这些卫星能够以不同的空间分辨率、波段范围和观测周期获取地表水文要素信息，为水文水资源研究提供了丰富的数据资源。
2.高空无人机高空无人机可以实现更高分辨率、更灵活的观测，可以定点、定时、定向地获取地表水文要素信息。
相比传统的有人机观测，高空无人机观测成本更低，风险更小，能够更好地服务于水文水资源研究。
高精度水位水文遥测系统研究与应用
高精度水位水文遥测系统研究与应用【摘要】矿山水文地质状况既有其规律性，又存在较大的动态变化性，而矿山水文钻孔时刻反映着矿山的动态水文状况。
本文介绍了一种“高精度水位水文遥测系统”的主要系统组成及工作原理，详细说明了系统功能、系统安装、调整方法。
【关键词】水文遥测功能为保证矿山的安全开采，防止水害，在矿井井田范围内，建立了许多水文地质钻孔，以便观测各含水层水位随气候、季节、采动的变化，加强防治水工作。
1 系统组成及工作原理系统主要包括现场和监测中心两大部分，现场的每个钻孔均设有水位传感器、水温传感器、钢丝电缆、遥测仪、蓄电池、太阳能电池板（可选件），而监测中心只设有报警仪和微机，集中监视每个钻孔发送来的水位、水温数据。
遥测仪及报警仪内均装有手机模块，它们利用公共移动通信网络的短信功能实现通信。
同普通手机一样，每个手机模块都需配置SIM卡，分配一手机号码。
水位传感器和水温传感器均放入水下一定深度，根据水中某点的压力与水深成正比的原理（P=ρH），水位传感器的输出反映了H的大小，由于钢丝电缆长期吊挂不拉伸，保证L不变，所以水面到孔口的距离等于L-H。
传感器的输出信号经钢丝电缆传输到遥测仪，由遥测仪测量其大小并变换成水位值。
水文地质钻孔分布于野外，供电较困难，故采用太阳能电池板产生电能。
白天产生的电能首先存入蓄电池，然后再提供给遥测仪。
由于遥测仪功耗极低，且蓄电池容量大、漏电少，即使不用太阳能充电，蓄电池的电量也能保证工作半年以上。
为降低功耗，遥测仪采用定时上电工作方式，每当定时时间到时，遥测仪上电工作，测量水位、水温，并计算水位的变化，如果变化超过存储下限值，就存储水位数据和当时的时间；如变化小于存储下限值，则不存储，存储下限值可以设置。
这样一来，既可得到水位变化曲线，又可减少手机短信息的发送量。
每当存储的水位数据达到11个时，自动发送到监测中心的报警仪。
另外，遥测仪还计算水位变化速度，并将水位和水位变化速度与各自报警上下限比较，如出现水位超限、水位变化速度超限时，则立即发送报警短信，令监测中心的报警仪立即进行声光报警。
城不透水面遥感高精度监测关键技术及应用-中国测绘地理信息学会
城市不透水面遥感高精度监测关键技术及应用提名者：中国测绘学会提名意见：不透水面是衡量城市生态环境状况的重要指标，是海绵城市和生态城市建设的重要支撑。
武汉大学等单位完成的“城市不透水面遥感高精度监测关键技术及应用”项目构建了城市多尺度不透水面遥感高精度提取和监测的理论方法体系，率先创建了多源遥感影像不透水面遥感高精度监测技术体系，破解了面向工程应用的不透水面自动提取和监测系列难题，成果已经形成了自主知识产权软件，全球首次完成了国家尺度的米级不透水面产品，并广泛服务于中国自然资源监测、海绵城市规划和建设、城市水文和水环境监测中。
项目获得测绘科技进步一等奖2项目，地理信息科技进步奖一等奖2项目，完成人4次获得国际奖励，被国际同行评价为该领域的引领者，该项目成果已为全国30多个海绵城市试点提供科学定量规划设计参数，已应用于全国31个省会城市的城镇化监测、338个地级以上城市的空间格局变化监测、2436个县（市、区）的国土空间开发监测、中国5大城市群的城市布局和协调发展监测、18个国家级新区的规划实施评估监测。
软件在国内已应用到60余家单位，并出口到美国、德国、澳大利亚等发达国家和加纳、孟加拉国等发展中国家，产生了显著的经济效益和社会效益。
同意提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
项目简介海绵城市建设是国家战略，是新型城镇化建设的重要支撑。
习近平总书记在中央城镇化工作会议上指出：要建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市，有效化解“城市病”。
国务院明确将不透水面面积占比和空间分布作为城市规划许可和项目建设的控制性指标，因此，及时准确地监测房屋建筑、道路、广场等不透水面空间分布是海绵城市规划和建设的重要基础，也是有效化解城市内涝和城市热岛等“城市病”的主要依据。
目前已有的30米分辨率的城市不透水面产品无法满足海绵城市规划和建设需求，天空地多平台、主被动多源高分辨率遥感技术是快速精准获取城市不透水面空间分布信息不可或缺而又非常有效的手段，而高精度不透水面遥感监测面临着理论方法体系缺乏、城市复杂场景阴影遮挡、同物异谱和异物同谱等科学难题。
水位测量技术在水利工程中的应用
水位测量技术在水利工程中的应用水利工程的发展对水位测量技术的需求日益增长。
水位测量是指通过各种手段和仪器对水体的高度进行测量，以了解水位的变化情况，为水利工程的设计、施工、运营和管理提供精准的数据支持。
本文将探讨水位测量技术在水利工程中的应用，并分析其重要性和价值。
一、水位测量的必要性水位是水利工程中至关重要的参数之一，它直接影响着水库、河流、渠道等水体的水量调度与运行管理。
了解水位的变化情况，可以帮助我们掌握水情，及时采取相应的调控措施，以保障水利设施的安全运行和水资源的合理利用。
因此，水位测量技术的应用对于水利工程的规划、建设和管理至关重要。
二、水位测量技术的种类目前，水位测量技术已经相当成熟，常用的技术包括浮子式、压阻式、声学式、雷达式、超声波式等。
浮子式是最为传统的水位测量技术，通过将浮子悬挂在水体中，根据浮子的上升或下降来判断水位的高低。
这种技术简单易行，但其准确度相对较低。
压阻式则是利用压阻传感器来测量水流对传感元件造成的压力变化，从而确定水位的高度。
压阻式技术具有较高的准确度和稳定性，但对环境的适应性较差。
声学式水位测量技术利用压电传感器将声波传导到水体中，并通过检测声波的回波来测量水位的高低。
它具有反应快速、测量范围广等优势，适合于各种水体的测量。
雷达式和超声波式则是利用雷达波和超声波的运动速度差来计算水位的高度。
这两种技术具有准确性高、可远程测量等特点，逐渐成为水位测量的主流技术。
三、水位测量技术的应用案例水位测量技术广泛应用于水利工程的各个环节。
首先，在水库规划与设计中，水位测量技术可以帮助工程师了解水库水位变化的规律，选择合适的蓄水容量和最佳的坝址位置，并确定泄洪建筑物的参数设计。
其次，在水利工程的施工和调试过程中，水位测量技术可以帮助工作人员实时监测施工现场的水位变化，及时预警并采取相应的应对措施，保证施工安全。
此外，在水利工程的运行和管理中，水位测量技术也发挥着重要作用。
水文遥测设备在水文巡测工作中的应用
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为 ７ ｍ， 近 为 ３ ｍ， 测 交 通 便 利 ， 验 方 ０ｋ 最 ０ｋ 巡 测 式采 用水 文缆道 进 行 流 量测 验 ， ＤＡＴ ２ ０ Ｆ 用 Ａ一０ ０
和短 期巡测 站 ， 引进水 文遥测 设 备 、 超短 波 、 Ｐ Ｓ Ｇ Ｒ 通信技术并用于水 文巡测 工作 中 ， 对巡测 站河道水
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高精度水位水文遥测系统研究与应用
作者：王现军刘庆卫颜磊张虎
来源：《中国科技纵横》2013年第16期
【摘要】矿山水文地质状况既有其规律性，又存在较大的动态变化性，而矿山水文钻孔时刻反映着矿山的动态水文状况。
本文介绍了一种“高精度水位水文遥测系统”的主要系统组成及工作原理，详细说明了系统功能、系统安装、调整方法。
【关键词】水文遥测功能
为保证矿山的安全开采，防止水害，在矿井井田范围内，建立了许多水文地质钻孔，以便观测各含水层水位随气候、季节、采动的变化，加强防治水工作。
1 系统组成及工作原理
系统主要包括现场和监测中心两大部分，现场的每个钻孔均设有水位传感器、水温传感器、钢丝电缆、遥测仪、蓄电池、太阳能电池板（可选件），而监测中心只设有报警仪和微机，集中监视每个钻孔发送来的水位、水温数据。
遥测仪及报警仪内均装有手机模块，它们利用公共移动通信网络的短信功能实现通信。
同普通手机一样，每个手机模块都需配置SIM 卡，分配一手机号码。
水位传感器和水温传感器均放入水下一定深度，根据水中某点的压力与水深成正比的原理（P=ρH），水位传感器的输出反映了H的大小，由于钢丝电缆长期吊挂不拉伸，保证L不变，所以水面到孔口的距离等于L-H。
传感器的输出信号经钢丝电缆传输到遥测仪，由遥测仪测量其大小并变换成水位值。
水文地质钻孔分布于野外，供电较困难，故采用太阳能电池板产生电能。
白天产生的电能首先存入蓄电池，然后再提供给遥测仪。
由于遥测仪功耗极低，且蓄电池容量大、漏电少，即使不用太阳能充电，蓄电池的电量也能保证工作半年以上。
为降低功耗，遥测仪采用定时上电工作方式，每当定时时间到时，遥测仪上电工作，测量水位、水温，并计算水位的变化，如果变化超过存储下限值，就存储水位数据和当时的时间；如变化小于存储下限值，则不存储，存储下限值可以设置。
这样一来，既可得到水位变化曲线，又可减少手机短信息的发送量。
每当存储的水位数据达到11个时，自动发送到监测中心的报警仪。
另外，遥测仪还计算水位变化速度，并将水位和水位变化速度与各自报警上下限比较，如出现水位超限、水位变化速度超限时，则立即发送报警短信，令监测中心的报警仪立即进行声光报警。
为防止人为破坏，现场安装有振动传感器，一旦遭破坏时，也立即发送报警短信，令监测中心立即进行声光报警。
监测中心的报警仪不断查询其内部手机模块的短信情况，如发现新短信，则提取水位、水温数据并保存，如短信中含有报警信息，则进行声光报警。
报警仪循环显示各钻孔的最新水位
标高。
微机通过RS232串行口与报警仪通信，操作微机可以读取报警仪存储的水位、水温数据，实现永久保存，并显示、打印报表和曲线。
通过微机还可将各钻孔的手机号码送给报警仪，以便报警仪剔除非遥测仪的短信。
初次安装时，为启动遥测仪正常工作，必须用专用设置器设置时间、定时间隔、短信中心号码、监测中心手机模块号码等参数，只要将设置插头插到专用设置器的插座上，就可操作设置器完成对遥测仪的设置。
遥测仪参数在初始设置以后还可通过监测中心的微机远程修改。
2 现场的安装方法
2.1 孔口装置的安装
孔口装置内设一挂钩，将钢丝电缆做一水手扣，挂到挂钩上，就达到了固定钢丝电缆和仪器的目的，方便可靠。
孔口装置的外观和原孔相似，无异常。
为防止仪器被盗，孔口装置的盖上设有防盗锁，用专用钥匙开启。
为防止破坏，孔口内安装有振动传感器。
如有人破坏时，必然引起振动，这一振动被振动传感器检测到后，就会引起监测中心报警。
如立即赶赴现场，就可阻止破坏活动。
孔口装置的安装方法有两种：一是将孔口装置丝口与原孔口相配，直接拧上即可；二是将孔口装置焊接到原孔口上。
2.2 水位传感器的标定方法
通常情况下，水位传感器出厂前要进行标定，由于水位传感器精度较高，需要精度更高的标定压力表，价格昂贵；另外，遥测仪进行压力至水位转换时，水的密度选用1，但钻孔水的实际密度可能存在偏差，因此采用现场标定的方法，具体步骤如下：
（1）测量水位埋深。
连好钢丝电缆和遥测仪的连接插头，将遥测仪的设置插头插到设置器的插座上，按“标定” 键进行传感器标定，这时屏幕上行显示：“标定量程（mm）：”，这要求输入水位传感器的标定量程（对于50米量程的水位传感器，标定40米即可），输入时采用的单位为毫米，输完后，按“确认”键，则屏幕上行显示：“标定间隔（mm）：”，要求输入标定间隔（一般5米），输完后，按“确认”键，屏幕显示水位传感器应放在水下的深度及水位传感器的输出电压，我们缓慢下放水位传感器，记住下放深度，当水位传感器的输出电压明显变化（或听到水位传感器接触水面的响声）时，说明水位传感器已到水面，这时的下放深度即为水位埋深，记住此数。
（2）以水面为起点，在电缆上做一标记（零点标记），继续下放电缆，每当下放长度等于标定间隔（一般5米）时，在电缆上再做标记，直至水位传感器下放到屏幕指定的位置（即传感器标定量程），待水位传感器的输出电压稳定后，按“确认”键，屏幕显示水位传感器应放在水下的下一位置，上提水位传感器到指定位置（以标记为准），待水位传感器的输出电压稳
定后，按“确认”键，继续上提水位传感器并测量其输出电压，……直到水位传感器露出水面，返回主窗口。
（3）下放水位传感器。
下放深度视当时的水位变化情况决定，但必须保证在水位传感器的量程范围内。
如果水位在上升，则可下放浅一些，约10米左右；如果水位在下降，则可下放深一些，约30米左右。
下放水位传感器时，按“实测”功能键，观察水位传感器的读数（即水位传感器在水下的深度），当水位传感器下到水下选定深度后，将钢丝电缆做一水手扣，挂到挂钩上即可。
然后读取水位传感器的读数，并与前面测的水位埋深相加，即可得到水位传感器埋深，按“取消”键，返回主窗口。
按动“参数”键，进行遥测仪的参数设置，输入传感器埋深及其余的所有参数。
按动“时间”键，设置遥测仪时间。
3 结语
随着微电子技术、计算机技术、空间技术以及其他新技术的广泛应用，水文遥测系统正向多测站、多参数、多制式、多通道（特别是利用卫星）、多功能（与其他系统联网）、全自动、低功耗、高精度、长周期和程序包（应用软件）等方向发展。
逐步发展与水文资料的收集、整编、存贮、检索、分配等多种技术功能相结合，构成以计算机为中心的实时、联机、自动化的水文遥测系统，以适应多方面对水文信息的需要。