在以工程建設(shè)為主導(dǎo)的傳統(tǒng)水利向以高效管理為特征的現(xiàn)代水利的過渡中，全面實(shí)現(xiàn)水利的信息化已經(jīng)成為一條必由之路和一個(gè)重要標(biāo)志。要全面構(gòu)建和諧水利，核心是民生水利，關(guān)鍵是堅(jiān)持以人為本前提下的人與自然和諧的理念。全面實(shí)現(xiàn)水利信息化是發(fā)展中國特色現(xiàn)代水利模式和走可持續(xù)發(fā)展道路的重要保障。水利信息化是高效水資源管理的基礎(chǔ)，離不開各種海量水信息的支撐，而遙感技術(shù)在快速、動(dòng)態(tài)獲取這些空間水信息方面具有無比的優(yōu)越性。因此，全面推動(dòng)水利遙感應(yīng)用的常態(tài)化與業(yè)務(wù)化，已經(jīng)成為不斷擴(kuò)大水利遙感應(yīng)用領(lǐng)域和全面提高水利遙感應(yīng)用深度的發(fā)展方向，這也正是水利地理信息走向全面產(chǎn)業(yè)化的真正機(jī)遇。本文在介紹水利遙感應(yīng)用現(xiàn)狀、特點(diǎn)、前景及存在問題基礎(chǔ)上，提出推動(dòng)水利遙感發(fā)展的若干建議，以期進(jìn)一步促進(jìn)遙感在水利行業(yè)的應(yīng)用水平和能力,不僅為水利信息化建設(shè)提供更加全面的空間信息支撐，也為迎接遙感全面產(chǎn)業(yè)化的早日到來拋磚引玉。

　　一、水利遙感應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)狀

　　自上世紀(jì)初萊特兄弟發(fā)明第一架飛機(jī)起，航空遙感就開始了它在軍事上的應(yīng)用，此后迅速在地質(zhì)、工程建設(shè)、制圖、土地調(diào)查等諸多民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，人造衛(wèi)星更是把遙感技術(shù)應(yīng)用推向了更加全面發(fā)展的嶄新時(shí)代。從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射升空以來，美、法、俄、歐、日、印、中等國都相繼發(fā)射了眾多對地觀測衛(wèi)星，現(xiàn)代遙感技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)能提供動(dòng)態(tài)、快速、多平臺、多時(shí)相、高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)的全方位應(yīng)用階段。各種小衛(wèi)星群計(jì)劃正在成為現(xiàn)代遙感的另一發(fā)展趨勢，使遙感應(yīng)用上的時(shí)間與空間分辨率這對矛盾得到很好協(xié)調(diào)。此外，機(jī)載、車載以及超低空無人機(jī)等多平臺的遙感技術(shù)與衛(wèi)星遙感相結(jié)合，將使遙感應(yīng)用更加多樣。

　　遙感技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于全球資源、災(zāi)害、生態(tài)、環(huán)境、氣象、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、城市、海洋、測繪、考古等領(lǐng)域，遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為這些領(lǐng)域最重要的空間信息源之一。

　　近年來，圍繞水干旱災(zāi)害以及水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的調(diào)查、監(jiān)測與評價(jià)，曾連續(xù)主持國家重點(diǎn)科技攻關(guān)以及國家“863”計(jì)劃等項(xiàng)目，多次獲國家科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。經(jīng)過幾十年的計(jì)劃科技攻關(guān)建成了洪澇災(zāi)害監(jiān)測評估業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)，其中機(jī)載SAR系統(tǒng)具有基于機(jī)-星-地的圖像實(shí)時(shí)傳輸功能，可實(shí)現(xiàn)洪澇災(zāi)害的全天候遙感監(jiān)測。多年來，水利遙感在水旱災(zāi)害監(jiān)測與評估、水土流失監(jiān)測與評價(jià)、有效灌溉面積調(diào)查、滑坡堰塞湖監(jiān)測、流域水資源與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價(jià)、跨境河流監(jiān)測與信息獲取等方面所取得的一批高水平應(yīng)用成果，并在國內(nèi)外都產(chǎn)生較大影響。遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越成為水利信息化建設(shè)的重要方向和水利現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

　　二、水利遙感應(yīng)用技術(shù)的特點(diǎn)

　　遙感是利用探測地表物體反射和發(fā)射的電磁波來提取這些物體相關(guān)信息的，通過對地表物體的遠(yuǎn)距離識別，從而獲得地球及其環(huán)境的可靠信息。遙感技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用很廣，可為包括防洪抗旱、水資源管理、農(nóng)田水利、水土保持與生態(tài)保護(hù)、工程規(guī)劃、工程建設(shè)與管理、工程監(jiān)督與水政執(zhí)法、流域綜合管理等在內(nèi)的幾乎所有水利業(yè)務(wù)提供信息支持。遙感不斷與空間、電子、地球、計(jì)算機(jī)以及其他邊緣學(xué)科交叉滲透、相互融合，已逐漸發(fā)展成為一門新型的地球空間信息科學(xué)。遙感與地理信息系統(tǒng)（GIS）等的進(jìn)一步結(jié)合，共同成為支撐各種水信息管理與決策支持系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)。

　　與常規(guī)信息獲取手段相比，遙感具有監(jiān)測范圍大、監(jiān)測周期短、獲取資料及時(shí)、可全天候工作以及經(jīng)濟(jì)、客觀等特點(diǎn)，而且不受地域、災(zāi)害和惡劣天氣影響，可對任何危險(xiǎn)地區(qū)以及全球任何地方進(jìn)行連續(xù)不斷地動(dòng)態(tài)監(jiān)測。利用遙感可快速獲取大范圍的降水量及其分布、蒸發(fā)蒸騰量、冰川積雪分布、土壤水分狀況、河湖水體分布及水質(zhì)狀況、洪水淹沒范圍、旱情發(fā)展程度、灌區(qū)分布與灌溉狀態(tài)、流域下墊面植被覆蓋與土地利用以及河岸、河道、河口、大壩和堤防狀況等方面的空間信息。通過多時(shí)相的遙感信息比較，可快速發(fā)現(xiàn)各種相關(guān)變化，從而為進(jìn)一步的分析評價(jià)奠定基礎(chǔ)，為流域或區(qū)域水資源管理以及涉水災(zāi)害防治提供有效的信息支持 。

　　隨著各種高空間分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的相繼出現(xiàn)，遙感應(yīng)用已不再僅僅局限于大范圍面上信息的獲取，目前已經(jīng)可以對堤防、渠道等線狀目標(biāo)以及大壩、橋梁、港口、取水口、電站等點(diǎn)狀進(jìn)行精確監(jiān)測。這種適用于點(diǎn)、線、面的不同尺度監(jiān)測能力的形成，進(jìn)一步拓寬了遙感技術(shù)在水利上的應(yīng)用范圍。

　　三、水利遙感應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展前景

　　隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)正在進(jìn)入一個(gè)全新的飛速發(fā)展階段。作為一個(gè)蓬勃發(fā)展的朝陽學(xué)科，遙感技術(shù)應(yīng)用正在朝著遙感數(shù)據(jù)多元化、遙感信息定量化、遙感應(yīng)用動(dòng)態(tài)化、遙感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、遙感產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化等諸多新的方向發(fā)展。遙感技術(shù)在水利信息化建設(shè)中的作用將會越來越重要，應(yīng)用的前景將更加廣闊和深入。水利是遙感技術(shù)應(yīng)用范圍最為廣泛的一個(gè)行業(yè)，其發(fā)展前景將呈現(xiàn)全方位、定量化和業(yè)務(wù)化。

　　1.現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)水平將進(jìn)一步提高，比如水旱災(zāi)害監(jiān)測的遙感數(shù)據(jù)源將更加多源，時(shí)空分辨率將大大提高。遙感應(yīng)用將進(jìn)一步向新的領(lǐng)域拓寬，比如節(jié)水型社會建設(shè)效果評價(jià)、跨境河流監(jiān)測、生態(tài)需水評價(jià)、基于ET的水資源管理等。

　　2. 全面定量化

　　隨著遙感數(shù)據(jù)源的多樣化和遙感技術(shù)的進(jìn)步，有些水要素遙感反演的精度將不斷提高，有些過去難以定量反演的水要素將可以精確反演出來，降水、土壤水、蒸發(fā)蒸騰、積雪等各種相關(guān)水參數(shù)的遙感定量化反演將達(dá)到實(shí)用化，成為生產(chǎn)管理所依賴的重要信息源。

　　3. 全面業(yè)務(wù)化

　　行業(yè)遙感應(yīng)用的真正前景取決于遙感技術(shù)本身與行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的常態(tài)化結(jié)合，遙感水利應(yīng)用全面走向業(yè)務(wù)化是必由之路。過去幾十年已經(jīng)為水旱災(zāi)害遙感監(jiān)測、水土流失監(jiān)測等奠定了走向業(yè)務(wù)化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，今后必將進(jìn)一步向所有水利業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展。

　　水利遙感應(yīng)用是否能夠早日全面走向常態(tài)化的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，除了遙感技術(shù)本身的因素外，更重要的則取決于人們的認(rèn)識，尤其是各級領(lǐng)導(dǎo)的重視。雖然遙感并非萬能，但遙感手段在有效獲取空間信息上的優(yōu)勢卻是國內(nèi)外所普遍公認(rèn)的，遙感應(yīng)用逐步走向業(yè)務(wù)化是必然的，國內(nèi)外各種災(zāi)害遙感監(jiān)測、資源環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)早已進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行卻是不爭的事實(shí)。

　　四、水利遙感應(yīng)用存在的主要問題

　　我國遙感水利應(yīng)用在國內(nèi)起步最早，所取得的豐碩成果也有目共睹，所建立的全天候?qū)崟r(shí)洪水遙感監(jiān)測系統(tǒng)曾獲國家科技進(jìn)步的一等獎(jiǎng)，并被列為“八五”攻關(guān)10大世界領(lǐng)先水平項(xiàng)目的第一名。雖然遙感水利應(yīng)用近年來仍在快速發(fā)展，并在諸如四川汶川特大地震等重大自然災(zāi)害監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用，但總體發(fā)展速度已明顯慢于80-90年代，也與水利行業(yè)業(yè)務(wù)本身對遙感技術(shù)的巨大需求形成較大落差。

　　國內(nèi)各部門目前已經(jīng)運(yùn)行了多個(gè)不同的基于遙感監(jiān)測的業(yè)務(wù)化系統(tǒng)，如農(nóng)業(yè)部的糧食估產(chǎn)與農(nóng)情遙感監(jiān)測系統(tǒng)等。由環(huán)保部與民政部共同推動(dòng)的環(huán)境減災(zāi)小衛(wèi)星星座已經(jīng)有2顆在軌運(yùn)行，另外6顆也將相繼發(fā)射升空，開創(chuàng)了環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測的新局面。兩個(gè)部門遙感應(yīng)用的能力也借此小衛(wèi)星計(jì)劃得到質(zhì)的提升，影響力大大提高①。既涉及災(zāi)害又涉及環(huán)境的水利行業(yè)理應(yīng)在此計(jì)劃中發(fā)揮應(yīng)有的作用。國土部門近年來利用遙感監(jiān)測全國重要城市發(fā)展動(dòng)態(tài)也取得巨大成功，而且每年都在實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

　　水利行業(yè)遙感應(yīng)用目前遇到的最大問題是遙感技術(shù)與生產(chǎn)需求之間存在明顯的不協(xié)調(diào)。很多本該需要遙感發(fā)揮作用的地方實(shí)際工作中依然采用常規(guī)方法，各大流域綜合規(guī)劃中就很少采用遙感信息，已經(jīng)建立起來的洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測評估系統(tǒng)近十年來一直難以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行。到目前為止，水利行業(yè)還沒有一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化的全國遙感監(jiān)測系統(tǒng)，即使是經(jīng)過多個(gè)五年計(jì)劃才建立起來的全天候?qū)崟r(shí)洪水遙感監(jiān)測系統(tǒng)，自建成后除1998年特大洪水監(jiān)測外，沒有發(fā)揮其應(yīng)有的巨大作用。行業(yè)遙感應(yīng)用不實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化和常態(tài)化就談不上真正發(fā)展，只有大力推動(dòng)遙感應(yīng)用的業(yè)務(wù)化才能使水利遙感應(yīng)用的水平和能力提升到一個(gè)新的高度，也才能在遇到四川汶川“5.12地震”堰塞湖監(jiān)測這樣的突發(fā)事件時(shí)快速做出反應(yīng)，及時(shí)提供所需決策信息。

　　五、對促進(jìn)遙感技術(shù)水利應(yīng)用的建議

　　在國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略中，提出建立空、天、地一體化，高時(shí)空和高光譜分辨率相融合，符合我國國情的對地觀測大系統(tǒng)。對地觀測大系統(tǒng)的建設(shè)，為建立高效、實(shí)用的水利信息采集與動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)平臺。遙感是一個(gè)還在快速成長中的現(xiàn)代信息技術(shù)，水利信息化建設(shè)離不開遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用。為進(jìn)一步促進(jìn)遙感在水利行業(yè)的應(yīng)用水平和能力，趕上其他行業(yè)的發(fā)展步伐，建議緊緊結(jié)合水利工作的實(shí)際需求，在充分論證技術(shù)可行性基礎(chǔ)上，盡快制定相關(guān)措施和開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究。

　　1. 制定促進(jìn)遙感水利應(yīng)用的政策和規(guī)定

　　各種流域規(guī)劃以及重大工程建設(shè)規(guī)劃的編制中必須盡可能采用遙感技術(shù)獲取流域下墊面及工程區(qū)的現(xiàn)狀及變化信息；重大工程建設(shè)的環(huán)境評價(jià)、水保評價(jià)報(bào)告編制中盡可能提供遙感獲取的背景信息；重大工程建設(shè)過程盡可能采用遙感進(jìn)行過程監(jiān)控，工程建成后效果評價(jià)盡可能采用遙感技術(shù)；節(jié)水型社會建設(shè)、大型灌區(qū)改造等重大投資計(jì)劃執(zhí)行效果評價(jià)中盡可能使用遙感技術(shù)。

　　2. 開展流域下墊面變化遙感調(diào)查

　　近30年來全國主要流域的下墊面變化巨大，對水循環(huán)規(guī)律產(chǎn)生明顯影響，應(yīng)利用遙感手段開展一次全面系統(tǒng)的調(diào)查工程，以準(zhǔn)確掌握各大流域內(nèi)城市化發(fā)展、土地利用類型變化、河湖庫等地表水體變化、重要水功能區(qū)環(huán)境變化等重要信息，為進(jìn)一步的綜合研究以及可持續(xù)水利建設(shè)提供依據(jù)。

　　3. 開展水利遙感業(yè)務(wù)化關(guān)鍵技術(shù)研究

　　迫切需要研發(fā)面向水旱災(zāi)害、水資源、水環(huán)境管理等的自動(dòng)化、全天候、多功能、高精度的信息采集、管理以及數(shù)據(jù)共享技術(shù)體系，增強(qiáng)水旱災(zāi)害預(yù)測、預(yù)報(bào)和預(yù)警，以及水資源、水環(huán)境管理能力，提高流域管理的信息化水平。重點(diǎn)是 高空間分辨率、高光譜、多時(shí)相、多傳感器衛(wèi)星影像的處理技術(shù)，雷達(dá)影像處理技術(shù)與雷達(dá)干涉測量理論與方法，以及基于激光和GPS等技術(shù)的大壩變形三維監(jiān)測技術(shù)等。

　　4. 推動(dòng)水利遙感應(yīng)用的全面業(yè)務(wù)化

　　根據(jù)技術(shù)可行性以及業(yè)務(wù)需求，分輕重緩急，采取分步實(shí)施的原則，全面推動(dòng)水利遙感應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化。包括流域洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測評估與預(yù)警系統(tǒng)、黃河冰凌遙感監(jiān)測預(yù)報(bào)與應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)、面向抗旱決策的旱情遙感監(jiān)測評估與預(yù)報(bào)系統(tǒng)、全國水庫遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測與安全風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)、國際河流管理遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測評價(jià)系統(tǒng)、大型灌區(qū)管理遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、節(jié)水型社會建設(shè)與真實(shí)節(jié)水效果遙感監(jiān)測評價(jià)系統(tǒng)、重大水利工程遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、水源地等重要水功能區(qū)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等。（路京選　潘世兵）