防汛抗旱中3s技术发挥的作用分析

1 前言

　　21世纪是信息化时代，信息化时代决定了高新科技在实际工作中的应用日益广泛，而且新技术的应用是以后科学界发展的趋势。3s技术是新世纪以来逐渐发展起来的一门新兴科学，3s技术是将遥感技术、地理信息系统和全球定位系统进行有机结的一种新的技术。遥感和全球定位系统成为地理信息系统的重要数据来源，而通过GIS对其获得的数据进行处理和分析，可以提取各种有用信息，以进行决策支持。遥感，顾名思义即遥远的感知。它是指从高空或外层空间接受来自地球表层各类地物的电磁波信息。GPS则是由空间星座，地面控制和用户设备等三部分构成的。它具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等功能。而GIS是计算机软硬件支持平台支持下的采集，处理，管理，显示，模拟及分析全球区性立体化数据的信息系统。三者的结合将发挥巨大的功效。3S结合的基本原理：3S技术的结合可以充分利用3S各自的优势：利用遥感进行获取遥感影乡图，具有快速、实时、动态获取空间信息的功能，为地理信息系统提供及时、准确、综合和大范围的资源和环境数据，并可以根据需要及时更新GIS数据库；GIS为遥感信息的提取和分析应用提供了重要手段和辅助数据资料，提高了数据的自动分类精度；GPS可以为GIS提供准确的空间定位数据，可以为图像几何校正、投影变换及分类服务。3S技术综合应用的基本思路是：利用RS提供的最新图像信息，利用GPS提供图像信息中的主要位置信息，利用GIS为图像处理、分析应用提供技术手段和开发平台，三者一起紧密结合，这里所说的结合是一种有机的结合，在线的连接、实时的处理和系统的整体性。三者的结合方式可以在不同技术水平上实现，可以为人们提供精确的基础资料和具有空间特征的信息及管理系统开发平台。

2  3s技术在防汛抗旱中的应用

　　3S技术在水资源管理领域的应用呈现非常广阔的前景，在国家防汛抗旱体系中也发挥着不可替代的作用。利用RS技术，水行政主管以及相关部门可迅速获取大范围地域的土壤、植被、水文等较为准确的基础资料，因此遥感技术是了解水文基本状况的必备手段；利用GPS技术，可以为相对较小的区域提供更高精度的几何定位信息，还可以实现实时纠正，校正图像数据库信息；GPS技术和RS技术的结合，则可以为“3S”技术的核心——GIS系统提供精确、定量的数字信息源，奠定可自动管理和分析空间数据的基础。在水资源管理工作中。利用GIS系统可以将RS、GPS采集的空间数据和其他数据建立各种层次、各种类型的水文水资源管理数据库，并且可以通过RS或GPS技术及时更新，保持数据库与实地状况的实时一致。唐家山“堰塞湖”的成功排险就是与3s技术密不可分的。具体到防汛抗旱的细节问题，3s技术的作用更是巨大。

2.1 在防汛抗旱中的原理及其优势

　　气象卫星云图是在防汛抗旱工作中应用最为成功的遥感技术之一。无论是地球同步轨道卫星还是极轨气象卫星，基本上是利用可见光摄像技术和红外扫描成像技术获取地球表面云图和地球表面温度分布图的。利用垂直温度分布辐射计，获取温度场的垂直分布信息，获取大尺度的气象信息对防汛抗旱工作是十分必要的，特别是对于热带风暴的监控十分有效。在我国，全国沿海的地市级和县级防汛部门基本配备了气象卫星云图接收设备，直接接收处理气象卫星云图；部分经济发达地区的乡镇级防汛部门也配备了自己的气象卫星云图接收设备；许多非沿海地区，利用计算机广域网技术、图像压缩技术，将气象卫星云图传输到县级防汛部门，为基层部门防汛决策提供支持；许多抗旱部门也安装了气象卫星云图接收设备。水位实时监测是保障汛期安全的重要措施。现代高精度GIS技术为水位实时监测提供了先进的手段。与常规监测方法相比，采用GIS技术来监测具有以下优点：可使监测全过程实现自动化，无需专人值班，极大地提高生产效率，降低人力、物力、财力的消耗；可实现全天候观测，不受雨、雾等自然条件的限制；可实现实时监测，想了解哪一时刻的水情信息情况，只需按一下计算机的键盘，就可以最快的显示在你的面前。这种技术可以大大提高监测的自动化水平，对于防汛抗洪具有重要的意义。

2.2 灾情评估中的作用

　　灾情评估是防洪决策不可分割的组成部分。对于灾前、灾中及灾后的灾情评估可分为两种模式：一种模式是对给定淹没范围内灾情的静态评估；另一种模式是根据入口洪水过程，对某一地理区域动态确定淹没范围并相应进行动态灾情评估.静态灾情评估是典型的GIS空间分析应用，根据数字高程模型DEM确定淹没范围内各单元的水深，结合土地利用和社会经济属性数据以及淹没历时即可估算淹没损失；动态灾情评估是将连续的洪水演进过程根据GIS技术支持的二维非恒定流模型按一定的时间间隔离散化，然后用CIS技术确定每一时间片的淹没范围、淹没水深并进行淹没损失评估。

2.3 在洪水预报及城市防洪中的作用

　　洪水预报是水文学的一个重要分支，主要研究给定的降雨所产生径流和洪水的时空分布，主要分为产流预报和汇流预报两部分。洪水预报所研究的地理范围一般是一个流域或水系，由于下垫面条件和水文要素的空间分布的不均匀性，需要将流域或水系划分成更小的单元，称为预报单元。理论上，预报单元划分得越小越能保证下垫面条件和水文要素的均一性，但限于下垫面资料和模型运算的限制，目前预报单元划分得较大。应用GIS技术，辅以下垫面的数字地形模型DTM和其他要素分布资料，可以把预报单元划分得足够小，这样首先可以提高产流预报的精度，其次可以把汇流过程从黑箱模型变成灰箱模型或白箱模型。也就是说，可以把集总式水文模型变成分布式流域水文模型.利用GIS技术，使用大比例尺地形数据库，还可以进行地面比降和坡向分析。利用遥感技术获取预报区域的地表结构、植被、土壤饱和程度等信息，并具有足够的空间精度和时间精度，配合有效的预报模型，将大大提高洪水预报的精度和预见期。全国许多重要城市位于江河下游，地面高程较低，洪水威胁严重，防洪任务艰巨，被列为重点防洪城市，例如，北京、天津、上海、广州等。这些城市不仅要防御穿过城市的江河洪水，还要抵御局部暴雨造成的低洼地区积水对城市功能造成的影响和破坏。GIS技术在城市防洪中的作用显得更加突出，不仅可以管理大比例尺城市地图，还可管理各类防洪目标信息、道路交通、地下管线，以及使用CIS的网络分析功能计算排水能力等等，综合各方面信息，利用图层叠加和网络分析，制定应急抢险方案和交通应急调度方案。

2.4 在抢险应急中的作用

　　把保障人民群众生命财产安全和救援人员自身健康作为防汛抢险应急工作的出发点，充分发挥人的主观能动性；依靠各级领导、专家和广大人民群众的智慧和力量，建立科学、高效的防汛抢险应急机制，提高科学指挥能力和应急工作科技水平；不断完善救助手段，切实加强应急救援人员的安全防护，最大限度的减轻灾害造成的人员伤亡。这是抢险应急的主要原则。防汛物资的储备工作是防汛抢险必要条件之一，防汛物资的储备包括自备物资和可征调物资。要抓好物资储备计划，以利防汛抗洪抢险需要。防汛期间，防汛抢险物资的快速安全运输至关重要.现代无线通讯手段虽然可以实现车队与后方指挥中心的远距离通讯，但是却无法准确判断防汛物资和运输车队的实时状态，也就无法合理安排物资的调配方案.安装了3s装置之一的GPS车辆监控系统的运输车辆可以实时地处于防汛指挥调度人员的监控之下，从而可以高速合理地把抢险物资运送到最关键的部位。

3 应用前景展望

　　以往的防汛抗旱数据信息主要靠手工收集，处理，如果处理的时间过长则会导致产生的决策与不断变化的实际不符，产生严重的后果。现在，伴随计算机技术的发展，以3S技术为支撑，特别是以GIS为核心的支持系统，是面向防汛抗旱信息为操作对象的计算机系统，它通过空间的可视化处理，使大量抽象，枯燥的数据变得生动，直观和易于理解，并加速了防汛抗旱领域的信息化和现代化进程，为数字化领域的各种建舍提供了强有力的技术支撑和更为丰富的内容。开辟新的3S技术应用领域是防汛抗旱工作的需要，也是3S技术自身发展的需要，是推动技术发展的动力。例如，实时工情采集、传输、处理及应用，就可以充分利用GPS和GIS技术，结合防洪工程数据库，更有效地表现工程险情的位置和程度等。

　　可以看出，3S技术在防汛抗旱信息化中的开发应用将具有重大的理论价值和实际意义。