浅谈松涛水雨情遥测系统设备的应用及发展趋势
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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。
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。
暴雨山洪监测技术研究进展与发展趋势暴雨山洪监测技术研究进展与发展趋势随着气候变化的不断加剧以及人类活动对环境的影响,暴雨山洪成为城市面临的重大自然灾害之一。
掌握暴雨山洪的发展动态和趋势对于城市的防洪减灾工作具有重要意义。
为此,人们积极探索暴雨山洪监测技术,并在研究中取得了一系列进展和发展趋势。
首先,基于遥感技术的暴雨山洪监测方法在近年来得到了广泛的应用。
遥感技术能够通过卫星、航空器和地面测量等手段,准确地测量水文要素,如降雨量、洪水深度等。
利用遥感技术获取的数据,可以对暴雨山洪的发展动态进行实时监测,并进行灾害预警与评估。
其次,无人机技术的发展也为暴雨山洪监测提供了新的思路。
无人机能够快速飞行并拍摄高分辨率的图像,通过无人机获取的数据可以直观地展示暴雨山洪的情况,帮助人们更好地把握灾害的范围和影响。
同时,无人机还可以搭载各种传感器,实时监测水文要素,进一步提高监测数据的准确性和时间效率。
此外,人工智能技术在暴雨山洪监测中的应用也逐渐成为研究的热点。
人工智能技术能够通过对海量数据的学习和分析,实现对暴雨山洪的准确预测与监测。
利用机器学习算法,可以将历史暴雨山洪的数据与气象数据、地形数据等相结合,构建预测模型,并实时更新,使监测结果更加准确和有效。
此外,移动互联技术的普及和应用也在推动暴雨山洪监测技术的发展。
人们可以通过智能手机等移动设备获取实时的气象信息,并获得与暴雨山洪相关的监测数据和灾害预警。
同时,移动互联技术还可以实现与相关部门和群众的信息共享,提高监测与救援的效率。
然而,尽管暴雨山洪监测技术已经取得了显著的进展,但仍然存在一些挑战与发展趋势。
首先,如何提高数据的准确性和时效性是一个亟待解决的问题。
虽然现有的监测技术可以获得大量的数据,但其准确性和时效性仍然有待提高。
其次,如何提高监测数据的解读和利用能力也是一个重要的方向。
当前,暴雨山洪监测数据的处理和分析仍然需要大量的人力和时间投入,导致数据的处理效率较低。
水雨情自动采集系统在水库水文监测中的应用摘要:水雨情自动采集系统是水利系统建设和发展的重要组成部分。
它是预防水灾的一个重要手段,为水工作者提供了防洪和减灾决策的数据来源,并有效地进行了水资源的最佳规划。
水雨自动采集系统采用现代技术实现水雨数据的实时遥感、传输和处理。
设计水雨情自动采集系统,实现水雨水信息自动测量,能够实时掌握水库降水的时空分布以及水雨的发展趋势,提高预测的科学、准确性和及时性,提高水库洪水预报应对能力,满足水库防洪规划需求;与此同时,水库管理可以现代化,提高效率,为决策提供科学依据,作为通过科学和技术手段收集水文数据、监测和预报流域、水库和洪水的有效解决办法。
关键词:水雨情自动采集系统;水库水文监测,应用水雨自动采集系统结构如图1所示。
水雨情自动采集系统用于研究测量、计算和处理各种水文信息数据的原则和方法是科学的,是水文和国家公共利益数据的重要组成部分。
水文站收集的原始数据必须以科学方法和统一的形式加以组织、分析、统计和提取,以便形成一个更全面和更准确的水文信息系统,供有关的供水和国家经济服务部门使用其主要任务是收集和核实原始数据;编制计量结果表;确定关系曲线,列出小时/小时、r/小时等值。
水位和降雨量是收集的重要水文要素。
目前,国内自动化水文监测站建设中使用的水表主要是接触式、浮动式、无连接式(主要类型为超声波水表、激光水表、雷达水表),但最常用的也是浮动水表。
水表的工作原理是用浮筒检测水位,浮筒在水井中漂浮,随水位上下移动。
图1:水雨情自动测报系统结构图1、水雨情自动采集系统发展现状随着现代互联网技术的发展,为kinin Internet数据库建立了水文数据收集系统。
该系统利用网络系统在水文观测站和数据中心之间进行通信,具有以下优点:可靠性高、实时可用性高和传输距离远;但是,该系统存在明显的缺陷,例如购置、操作和维护网络设备的费用高昂,高度依赖内部系统,而且在实地水文监测等具体情况下无法使用。
水雨情自动测报系统的网络安全问题作者:袁永玲郑福寿纪玉繁来源:《中国科技纵横》2013年第01期【摘要】随着网络技术的飞速发展,GPRS/CDMA网络技术在水雨情自动测报系统中的运用非常普遍,随之带来的网络安全问题成为人们关注的对象。
以GPRS/CDMA方式组网的水雨情自动测报系统运行的好坏和网络建设有着密切的关系,就这个问题来谈谈影响水雨情自动测报系统的网络安全问题以及防治的方法。
【关键词】水雨情网络安全 GPRS/CDMA 网络技术1 概述水雨情自动测报系统是应用遥测、通信、计算机技术,进行江河流域降雨量、水位等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。
当今水雨情自动测报系统的传输方式大多采用GPRS/CDMA技术,通过网络将站点数据传入数据接收中心,它的网络组成大多是中心局域网包括核心层和接入层,核心层包括一台核心交换机、接入层包括多台楼层接入交换机,核心交换机和接入层交换机之间通过单条千兆光纤连接,用户机器通过双绞线与接入层交换机连接,构成快速交换以太网,整个局域网上联国家水利部、流域机构,下联市、县水利部门,外连国际互联网(Internet)。
同时,各市县水利(务)局相应建设了内部局域网,实现了省、市、县水利部门的互通互联。
在这样复杂的网络结构中,为保证该系统的正常运行网络安全是大家必须重视的问题。
网络技术飞速发展,水雨情自动测报系统信息化发展成为大趋势,这就需要有一套安全可靠的网络系统做保障,如何保护以GPRS/CDMA组网形式的水雨情自动测报系统的网络安全,免遭黑客攻击等一系列的网络问题,以下从几个方面来分析网络中常出现的问题和防止方法。
2 影响水雨情自动测报网络系统正常运行的有以下几个方面2.1 网络病毒网络病毒是影响计算机安全运行的头号杀手,它将病毒附着在正常运行的水情自动测报系统的软件上,使水情应用软件无法正常接收和处理数据,有些甚至造成系统瘫痪,对系统和网络有着很大的威胁,有些病毒具有很强的传播性以及破坏性,有可能造成网络的其他计算机无法运行。
水利水文遥测系统的设计和实施摘要:随着科技的不断发展,遥测技术在水利水文领域中也得到了迅速的发展与壮大,其不仅可以实现对水文环境数据的自动监测,而且还能自动报警、控制和调节水文环境。
但是,在遥测系统应用过程中,还是会遇到一些运行方面的问题,如何进行优化设计,是当前的研究重点。
基于此,本文将围绕水利水文遥测系统的概述出发,然后对水利水文遥测系统的设计进行详细分析与讨论,最后深入探究了水利水文遥测系统实施过程中的问题及解决方案,以供相关人员参考。
关键词:水利水文;遥测系统;设计;实施1.水利水文遥测系统的概述1.1水利水文遥测系统内涵水利水文遥测系统是一种利用现代通信、遥感、计算机技术和自动控制技术,实现对水文气象和水资源的实时监测、数据采集、传输、处理和分析的系统。
该系统在水资源管理、防洪减灾、水环境保护等方面具有重要的作用,可以提高水文气象数据的及时性和准确性,为水资源的合理利用和保护提供科学依据。
在具体应用过程中,水利水文遥测系统表现出以下特征:(1)实时性。
水利水文遥测系统能够实时地获取水文环境数据,并传输至数据中心,从而及时地反映出水文环境的变化情况;(2)准确性。
水利水文遥测系统采用高精度的传感器和仪器设备,能够准确地测量水位、流量、降雨量等水文环境数据;(3)自动化。
水利水文遥测系统采用自动化控制技术,能够实现对水文环境数据的自动监测、传输和处理,减少了人为操作的干扰,提高了数据的可靠性和稳定性。
1.2水利水文遥测系统组成通过对水利水文遥测系统的相关了解可以看出,该系统的构成元素很多,概括起来主要包括三个部分:(1)现场监控管理系统。
这是水利水文遥测系统的核心部分,通常由各种传感器、测量仪器、数据采集设备等构成,其主要功能是对水文气象数据,如水位、流量、降雨、蒸发等,进行实时监测和采集,并将采集到的数据传输到数据中心进行处理和分析;(2)数据通信系统。
该系统是实现遥测的关键,由传输介质、通信协议、数据传输设备等构成,主要功能是通过无线电、卫星、光缆等方式将采集到的数据传输到数据中心,并实现与报警监控中心的联动和交互;(3)报警监控中心。
浅谈松涛水雨情遥测系统设备的应用及发展趋势
发表时间:2019-09-02T15:21:32.743Z 来源:《当代电力文化》2019年第08期作者:何和中
[导读] 对松涛水雨情遥测系统设备的应用及发展趋势进行了探讨分析。
海南省水利灌区管理局松涛灌区管理分局海南儋州571700
摘要:水库水雨情自动化遥测系统在防汛调度工作中发挥着重要的作用,在实际应用中不仅能够满足精度和时间的要求,更能为防汛调度工作的科学调配提供准确的科学依据。
但是,在实际应用中必须加强管理维护,根据实际情况不断完善系统的软件及设备,使水库水雨情自动化遥测系统发挥更大的作用。
本文结合了多年的工作经验,主要对松涛水雨情遥测系统设备的应用及发展趋势进行了探讨分析。
关键词:遥测点遥测系统卫星信号发展趋势
为满足我国经济的快速发展和人们生活、生产的需要,水利事业必须在信息化和科学技术的推动下不断向现代化发展。
水雨情自动化遥测系统的研发和应用改变了过去水库防洪调度水平低、手段落后、设施差的局面,实现了水雨情信息的适时自动化采集,及时准确做出洪水预报,迅速提出洪水调度方案,为各级防汛指挥部指挥决策提供支持,减轻下游洪水灾害,更合理地运用水库工程科学调度洪水,最大限度地发挥水库的防洪效益。
1当前松涛水雨情遥测系统设备应用的现状
(1)松涛水雨情自动化遥测系统于1994年开始投入建设并相继投入使用,目前由1个中心站、2个中继站、14个雨量遥测点、20个水雨遥测点组成。
松涛水雨情遥测点覆盖了松涛水库、南茶水库、跃进水库、福山水库、兰马水库五宗松涛管辖的大小水库流域。
松涛水雨情数据传输遥测信号以超短波传输为主,并有GPRS传输、北斗卫星信号传输的通讯方式。
雨量计的雨量分辩率有1mm和0.5mm两种规格,水位计有浮子式机械编码水位计和雷达水位计。
(2)松涛水雨情遥测点分布在海南的白沙、儋州、临高、澄迈四个市县。
其中,白沙县境内有2个水雨遥测点,10个雨量遥测点。
多数遥测点都设在偏僻山区,交通不便,移动网络信号差。
海南岛是受台风影响最严重的地方之一,当遭遇超强台风或极端条件时,通信基站往往会发生供电中断或光纤中断等现象,从而导致通信基站无法工作,陷入瘫痪状态,移动电话和移动网络将无法使用。
如果遥测点的数据传输是采用GPRS信号的话,该点的遥测信号将无法传送到中心站,这对防洪防汛安全将产生严重影响。
(3)目前,松涛水雨情遥测终端多数使用超短波数据传输。
超短波遥测点虽然设备安装复杂,维护维修技术要求高,但超短波电台遥测终端即使在遭遇超强台风等极端条件时仍能保持正常工作。
(4)2005年海南遭遇超强台风“达维”时,全省电网大面积停电,很多地方供电中断,通信基站无信号,有线电话、移动电话无法使用。
当时松涛因为有完善的超短波通讯电台(TX 454.6MHZ/ RX 464.6 MHZ)系统及使用超短波信号(TX 231.05 MHZ / RX 224.05 MHZ )数据传输的水雨情遥测系统,在这场超强台风袭击下,松涛水雨情自动化遥测系统和超短波通讯系统运行正常,防洪防汛及水电调度有序进行,并为海南电网的黑启动起到关键性作用。
2 松涛水雨情遥测系统设备的应用
(1)松涛水雨情自动化遥测系统有34个遥测点,多数使用超短波数据传输。
北斗卫星信号覆盖面广,信号稳定。
2019年1月,松涛水雨情自动化遥测系统在松涛大坝遥测点和布道遥测点安装了北斗卫星数据终端遥测设备,同时在松涛水雨情自动化遥测系统中心站也安装了北斗卫星数据终端设备,并对中心站的软件进行升级。
当时,为了保障中心站软件系统安全,除了建立新的水雨情自动化遥测软件系统,还保留旧的水雨情自动化遥测软件系统,当其中一套软件系统出问题时,另外一套软件系统还可正常使用。
新旧水雨情自动化遥测软件系统同时兼容了超短波信号、GPRS信号、北斗卫星信号。
经半年多使用观察,北斗卫星数据终端遥测设备运行正常,数据传送正常。
水雨情自动化遥测系统中心站新旧软件系统运行正常。
(2)2019年3月,松涛水雨情自动化遥测系统又在多文渡槽、多文节制闸增设了两个北斗卫星数据终端水雨情遥测点。
经四个月观察,北斗卫星数据终端遥测设备运行正常,数据传送正常。
3 松涛水雨情遥测系统设备的改造升级及发展趋势
(1)松涛水雨情自动化遥测系统始建于上世纪九十年代,至今已有20多年。
由于运行时间长,投入维护资金极少等原因,致使多数设备配件陈旧老化,配件备件缺乏,严重影响水雨情自动化遥测系统的正常运行。
综合各方因素考虑,目前,在资金有限的情况下,建议首先保障现有水雨情遥测设备的配件备件,然后逐步升级有安全隐患的遥测终端机及设备。
可优先升级南茶、和庆、跃电水雨情遥测点的终端机,其次升级南丰、江排、番加、细水、元门、什庄等雨量遥测点的终端机。
上述遥测点终端机的升级,主要是升级主板及电台,投入资金少,见效快。
(2)松涛水雨情自动化遥测系统未来的发展趋势是将现有使用超短波、GPRS信号传输的遥测终端机升级为以北斗卫星信号传输为主的遥测终端机。
北斗卫星数据终端可避免超短波信号传输死角及GPRS信号覆盖率差和通信基站在极端条件下容易出现无信号无网络等问题。
北斗卫星数据终端虽然具有众多优势,但目前还存在着卫星信号使用费用高等问题。
总之,北斗卫星数据终端遥测设备是水雨情自动化遥测设备的最佳选择。
4 结语
松涛水雨情自动化遥测系统设备的升级改造未来必须朝着以北斗卫星数据终端遥测设备为主的方向发展。
因为经过运行,其系统稳定可靠,特别是通过增加北斗卫星通信信号和完善中心站数据接收方式,遥测点水雨情数据的传输不再受制于当地通信条件,成功率有很大提高,整个系统的稳定可靠性得到极大增强。
实践证明,北斗卫星信号作为系统主信号的松涛水雨情遥测系统是可靠的,而且系统可以不依靠公共通信资源独立运行,因此当遭遇超强台风等极端条件,移动电话、有线电话等公共通信中断的情况下,系统依然可以通过北斗卫星接收到水雨情信息,为水库科学调度提
供强有力的支持。
参考文献:
[1]孙增义,吴跃.水情自动测报技术基础及其应用.北京:中国水利水电出版社,1999.
[2]王玉华,赵学民,刘艳武.北斗卫星通信功能在水文自动测报系统中的应用.水文,2003,23(5):50~52.。