如何从地理信息中提取水文要素

① 地理信息系统中的数据来源及获取方式（明天考试，急）

GIS的数据源，是指建立的地理数据库所需的各种数据的来源，主要包括地图、遥感图像、文本资料、统计资料、实测数据、多媒体数据、已有系统的数据等。
①地图
点――居民点、采样点、高程点、控制点等。
线――河流、道路、构造线等。
面――湖泊、海洋、植被等。
注记――地名注记、高程注记等。
②遥感数据
遥感数据是GIS的重要数据源。遥感数据含有丰富的资源与环境信息，在GIS支持下，可以与地质、地球物理、地球化学、地球生物、军事应用等方面的信息进行信息复合和综合分析。遥感数据是一种大面积的、动态的、近实时的数据源，遥感技术是GIS数据更新的重要手段。
③文本资料
文本资料是指各行业、各部门的有关法律文档、行业规范、技术标准、条文条例等，如边界条约等。这些也属于GIS的数据。
④统计资料
国家和军队的许多部门和机构都拥有不同领域（如人口、基础设施建设、兵要地志等）的大量统计资料，这些都是GIS的数据源，尤其是GIS属性数据的重要来源。
⑤实测数据
野外试验、实地测量等获取的数据可以通过转换直接进入GIS的地理数据库，以便于进行实时的分析和进一步的应用。GPS（全球定位系统）所获取的数据也是GIS的重要数据源。
⑥多媒体数据
多媒体数据（包括声音、录像等）通常可通过通讯口传入GIS的地理数据库中，目前其主要功能是辅助GIS的分析和查询。
⑦已有系统的数据
GIS还可以从其它已建成的信息系统和数据库中获取相应的数据。由于规范化、标准化的推广，不同系统间的数据共享和可交换性越来越强。这样就拓展了数据的可用性，增加了数据的潜在价值。

② 流域水文要素有哪些，他们对流域水文是怎么影响

构成某一地区、某一时段水文状况的必要因素。如降水、蒸发和径流。是水文循环中的3个基本要素。此外，水位、流量、含沙量、水温、冰凌和水质等也可称为水文要素。各种水文要素可以通过水文站网的水文测验和观测来测定，是预报、研究水体水文情势的不同物理量。成某一地点在某一时间的水文状况的必要因素。包括各种水文变量和水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的三要素。有时，也把水位、流量、含沙量、水温、冰凌和水质等称为水文要素。水文要素由水文站网通过水文测验和观测加以测定，取得数据。

水文要素 (hydrological elements) 构成某一地点或区域在某一时间的水文情势的主要因素。水文要素是描述水文情势的主要物理量，包括各种水文变量和水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时，把水位、流速、流量、水温、含沙量、冰凌和水质等列为水文要素。水文要素通常由水文站网通过水文测验加以测定。

水位 自由水面的高程，单位为m 。中国按统一规定的高程基准面计算水位。通常用设在水位观测站和水文站的水尺或自记水位计测量水位。

流速 水流的速度，单位为m/s 。天然河道中的水流几乎都呈紊流，存在流速脉动现象，水流各质点的瞬时流速等于一定时间内的平均流速(称时均流速)和脉动流速之和。在水文分析中，流速通常指时均流速。天然水域中，流速随时间和空间而变化，。通常用流速仪在水文测站测量流速，有时也可根据水力学公式计算。

流量 单位时间内通过某一过水断面(水面以下的横断面)的水量。流量是衡量水资源量的指标之一。流量可直接测量，也可根据过水断面平均流速和过水断面面积计算 (参见流量测验)。

水温 水体中某一点或某一水域的温度，是反映水体热状况的指标。水温低于某值时，河流、湖泊、水库等水体出现冰情。在中高纬度地区的冬春季节，河流冰情是重要的水文情势。湖水温度沿水深的分布有正温层、逆温层和温跃层3种情况 。湖水温度分布不均引起上下层湖水对流运动和湖水混合。水温通常在水文站和船舶上测量 (参见水温观测)。

含沙量 单位体积水中所含泥沙的质量，单位为kg/m3，是研究河床演变的重要物理量。含沙量大的河流容易引起河床剧烈改变甚至改道，酿成严重的水文情势。测定含沙量采用取水样的方法 (参见泥沙测验)。

降水 大气中的水汽凝结降落到地面的过程。

蒸发 陆地和海洋中的液态水转化成大气中的气态水的过程。

径流 陆地上的水汇流到海洋或内陆湖泊的过程。

降水、蒸发、径流是水文循环的基本过程。降水量、蒸发量、径流量是水量平衡的基本要素。

水质 反映水体质量状况的指标。20世纪60年代以来，河流、湖泊等天然水体受到严重污染，水的质量成为普遍关心的问题。因此水质被列为水文要素之一。地表水监测项目分为两大类：必测项目和选测项目，其中包含了天然水化学指标和污染指标。必测项目主要包括：水温、pH值、悬浮物、总硬度、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数、溶解气体，耗氧量，生物原生质，总硬度，总碱度，主要离子和矿化度等23项。选测项目主要包括：硫化物、矿化度、非离子氨、化学需氧量、总锰、总锌、硒、阴离子表面活性剂、苯并(a)芘等17项。饮用水源地的监测项目与其略有不同。

③ 地理信息系统在水文水资源方面有哪些应用

制作洪水风险图、防洪排涝中下垫面土地利用分类统计、洪涝灾害淹没损失分析等等

④ 水文要素的要素内容

水文要素包括各种水文变量的水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时，水位、流速、流量、水温、含沙量、冰凌和水质等也列为水文要素。 地面从大气中获得的水汽凝结物，总称为降水。它包括两部分：一部分是大气中水汽直接在地面或地物表面及低空的凝结物，如霜、露、雾和雾凇，又称为水平降水；另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水：我国国家气象局地面观测规范规定，降水量指的是垂直降水。
降水是水文循环的基本要素之一，也是区域自然地理特征的重要表征要素，是雨情的表征。它是地表水和地下水的来源，与人类的生活、生产方式关系密切，又与区域自然生态紧密关联。降水是区域洪涝灾害的直接因素，是水文预报的重要依据。在人类活动的许多方面需要掌握降水资料，研究降水空间与时间变化规律。如农业生产、防汛抗旱等都要及时了解降水情况，并通过降水资料分析旱涝规律情势；在水文预报方案编制和水文分析研究中也需要降水资料。 水位是指水体的自由水面高出基面以上的高程。表达水位所用的基面通常有两种：一种是绝对基面，另一种是测站基面(假设基面)。我国目前采用的绝对基面大都为黄海基面，即以黄海口某一海滨地点的特征海平面为零点；为保持资料的连续性，设站时间较久远的站点，仍沿用吴淞基面。为使各站的水位便于比较，在“水文年鉴”中均注明了黄海与吴淞基面的换算关系。如长沙水位站，所使用的基面为吴淞基面，将其换算为黄海基面起算水位，则黄海基面以上水位=现观测水位(吴淞基面)-2.280m。
测站基面，是水文测站专用的一种固定基面，一般以略低于历年最低水位或河床最低点作为零点来计算水位高程。为便于比较各站水位，在刊布水文资料时，均注明了该基面与绝对基面的关系。
水位可直接用于水文情报预报，为防汛抗旱、灌溉、排涝、航运及水利工程的建设、运用和管理等所必需。长期积累的水位资料是水利水电、桥梁、航道、港口、城市给排水等工程建设规划设计的基本依据：在水文测验中，常用连续观测的水位记录，通过水位流量关系推求流量及变化过程。利用水位还可推求水面比降和江河湖库的蓄水量等。在进行流量、泥沙、水温、冰情观测的同时也需要观测水位。 水面蒸发量(近似用E601型蒸发器观测值代替)，是表征一个地区蒸发能力的参数。陆面蒸发量是指当地降水量中通过陆面表面土壤蒸发和植物散发以及水体蒸发而消耗的总水量，这部分水量也是当地降水形成的土壤水补给通量。
水面蒸发是水循环过程中的一个重要环节，是水文学研究中的一个重要课题。它是水库、湖泊等水体水量损失的主要部分，也是研究陆面蒸发的基本参证资料。在水资源评价、水文模型确定、水利水电工程和用水量较大的工矿企业规划设计和管理中都需要水面蒸发资料。随着国民经济的不断发展，水资源的开发、利用急剧增长，供需矛盾日益尖锐，这就要求我们更精确地进行水资源的评价。水面蒸发观测工作，就是为了探索水体的水面蒸发及蒸发能力在不同地区和时问上的变化规律，以满足国民经济各部门的需要，为水资源评价和科学研究提供可靠的依据。 土壤墒情(用土壤含水量表示)与植物生长状态关系密切，是农业、牧业、茶业、林业干旱程度的衡量指标，是旱情监测与发布的依据。同时土壤墒情与降水、蒸发、地表径流和地下水位关系密切，是推算前期影响土壤蓄水进而建立旱情预报模型的基础。
开展土壤墒情监测工作，就是为了探索土壤含水量在不同地区、不同土壤质地和时间上的变化规律。配合墒情监测辅助观测植物生长状态，是掌握特定土体不同植物不同生长时期维系植物正常生长适宜含水量的依据。为各级政府和防汛抗旱部门指导农业抗旱及调整农业种植结构提供依据。 水质的监测是环境监测的重要内容之一。其目的是提供水环境质量现状数据，判断水环境质量；确定水污染物时空分布，污染物的来源和污染途径；提供水环境污染及危害的信息，确定污染影响范围，评价污染治理效果，为水质管理提供科学依据。

⑤ 地理信息系统的数据如何采集

主要有三种途径
一种是数字化，就是把野外测量好的数据或者地图数字化后的数据利用手工输入的办法录入，是现在精确度最高的建库方法
第二种是从老MIS系统挂接，但这只限于属性数据
第三种是通过遥感影像，这是最廉价最高效的采集方式，但是由于现在地物识别技术有待发展，所以准确度有限，比如管线地理信息系统，里面的水管啊，气管啊就不能有遥感来实现入库

⑥ 地球信息科学在水文方面的应用

作为一个现代的科学术语,地球信息科学的出现仅仅十多年时间。它是在卫星遥感、全球定位系统、地理信息系统、数字传输网络等一系列现代信息技术高度集成,以及信息科学与地球系统科学交叉的基础之上所形成的科学体系。虽然其理论与方法还处于初级阶段,科学体系尚未完善,但它已得到国内外科技界的普遍关注。十年来,为了加强对资源开发与环境保护的系统调控和协调发展,许多国家都在积极发展地球信息科学。
地球信息科学的科学定义是地球系统科学、信息科学、地球信息技术交叉与融合的产物,它以信息流为手段研究地球系统内部物质流、能量流和人流的运动状态与方式,由主部分组成“地球信息学”是其理论研究的主体,“地球信息技术”是其研究手段,“全球变化与区域可持续发展”是其主要应用研究领域。地球信息科学是地球科学的一门新兴的重要分支学科和应用学科。
地球信息科学通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究来揭示地球信息机理,它是地球信息科学的重要理论支撑。以对地观测系统、地理信息系统、电子地图与信息高速公路所构成的以地理信息系统为核心的集成化技术体系,由于实现了地球信息的获取、分析与传播,因而形成了地球信息科学的重要技术框架。全球变化与区域可持续发展则是地球信息科学的重要应用领域。
在现代科学的理论体系中,信息、控制和系统是三个具有时代特征意义并且有深刻内在联系的重要科学概念。信息论、控制论和系统论的结合导致了现代科学方法论的重大突破,促成了现代科学技术的巨大变化。地球信息科学的研究对象是地球系统,应用信息论、控制论和系统论来研究地球系统就形成了地球信息科学的方法论。
地球信息科学的方法论可以概括为:
地球系统数据流—→地理信息系统(空间信息分析) 信息流—→
专业模型、专家系统(策略、方案分析) 知识流—→
策略、方案实施调节、控制—→地球系统的信息流通与反馈链条。
地理信息系统通过源于地球系统的数据流进行空间信息分析,将数据流转换为信息流,实质上完成了对地球系统的了解和认识,即实现了对于这个复杂地球系统的认识过程。空间决策系统通过对来于地理信息系统的信息流进行空间决策分析,将信息流转换为知识流(目的、计划和策略信息流),实质上模拟了对于地球系统的调节和控制作用,即模拟了对于这个复杂地球系统的调控过程,而策略、方案的实施,则将知识流转化为真正可供操作的调节和控制行为。
总之,地球信息科学的产生与发展,无论从理论上还是从技术上都将为地球科学问题的全球变化与区域可持续发展研究提供指导与支持。如果用人的一双手形象地描述地球信息科学的应用,一只手可以看作全球变化,每一个手指分别代表生物圈、水圈、大气圈、土壤圈和岩石圈,五个方面相互作用构成了全球变化研究主题;另一只手可以看作是区域可持续发展,大拇指代表信息流,其余四指分别代表人流、物质流、能量流等。

⑦ 水资源综合评价中的信息管理系统

尹红美

（河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队，新乡，453002）

摘要目前，GIS技术在我国水资源评价、规划和管理中的应用处于起步阶段，其应用的深度和广度还有待进一步拓展。GIS因其技术上的特点，在区域水资源评价、规划和管理的各个环节中，分别有着各自的工作方法和特点。例如，在数据的收集阶段，由于GIS支持遥感、站点、社会调研等调查手段，还可以利用所提供的技术能力，完成数据格式的相互转换，从而使各种水资源及其开发利用的原始数据得以完善使用。因此，GIS技术应用的重点在于拓展数据调查的广度和深度，为开展水资源评价、规划和管理等工作提供条件和强大的技术支撑。

关键词GIS信息管理水资源

1GIS的概念及特点

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），产生于20世纪60年代，最初的定义是“用来存储、提取、分析地理信息的软件系统”。在几十年的发展中，地理信息系统的能力不断提高，应用不断扩大，定义也随之不断拓展。1996年美国国家地理信息与分析中心（NCGIA）的Michael G在“地理信息系统与环境模拟”会议上给出的GIS定义为：“在世纪化地理信息这个大题目下的广泛的行为活动。”地理信息系统（GIS）是综合处理和分析空间数据的技术，它的发展为科研和管理决策人员提供了有关区域综合、方案优选和战略决策等方面可靠的地理和空间信息。主要内容的特点是：

1.1空间模型

它可以将现实世界抽象为相互联结不同特征的层面（layer）组合，进行空间的查询和分析。

1.2地理参考系

空间数据包括绝对位置信息（经纬度坐标）以及相对位置信息（统计调查值等），GIS的地理坐标系可有效帮助用户在地球表面任意空间定位。

1.3矢量和栅格数据结构

GIS数据包括矢量和栅格两种基本模式。矢量数据以点、线、面方式储存管理，是表现离散空间、特征的最佳方式；栅格数据是通过一系列网格单元表达连续地理特征。

2GIS的应用前景

近年来随着GIS技术从外围到内核上的进展，使得GIS的能力不断增强，应用范围也不断扩大。GIS自身同时具备了解决水资源问题的能力，在水资源领域的应用条件逐渐成熟起来，其技术上的拓展使区域水资源评价、规划和管理中的应用成为可能，具体表现在以下三个方面：

2.1计算机技术和互联网的飞速发展

GIS受益于计算机硬件近年来令人惊叹的长足进步，大量数据的高速处理能力使GIS的实际应用范围急剧扩大，并且硬件的性能提高和GIS软件价格的下降为GIS的推广、普及提供了基础。另外，网络系统是GIS软件采用分布式结构的基础，高性能数据处理机服务器和人机交互与客户机配合使用（client/sever），有效地处理了效率和成本之间的矛盾。GIS同时跟进采用了这些技术。

2.2大规模数字化地理信息的出版

随着GIS的普及，对数字化信息的需求越来越迫切。一个明显的趋势是大型的数字化地理信息产品不断推向市场，另外开始把数据库和常用必需的GIS功能整合成产品，客户可以直接使用，发布的信息种类也由初期的基本地形图扩大到专业数据上。1998年ESRI发行的“First Dtreet—With Tiger 94 files”。

就是一个完整的覆盖了全美国的GIS数据库。在万维网上也已经有大量的免费数据提供使用。这些数据有的是样品，有的是各类公司和组织的服务。例如美国联邦政府紧急灾害处理中心FEMA的河流数据库在万维网上免费提供各地区水灾风险的水文信息供民众参考。中国测绘局与ESRI合作发行的“中国数字地图”是中国政府出版的第一个全国1∶100万的数字地图，包括了道路、河流、居民、行政边界等基本要素，是中国出版大型GIS数据库的开端。

2.3地理学的发展

地理学是GIS的科学基础，为信息科学提供了空间定位检索分析的规律和技术，也提供了整合地理信息特征的空间数据和属性数据的构架和依据。地理学的迅速发展极快地改变着GIS的面貌。在GIS成功地描述大量的地理现象后，已经开始进一步用于模拟地理的变化过程。例如图论网络功能在GIS的成功实现，为模拟水文、交通、管网等地理过程创造了条件；又如Arc/Infor Grid对扩散现象的描述，为模拟运动过程提供了条件。三维模型表达的实现，也同时增强了真实地理现象的能力。Arc/INGO Tin和ArcView 3D Analyst的广泛应用是很好的实例。ArcView和Map Object和GPS的结合也提供了条件。

3GIS在水资源综合评价中信息管理系统的功能

3.1直观、理性的可视化功能

常用的CAD软件如AUTOCAD等，往往图形能力强而相对属性数据的管理能力弱，所以一般只能作绘图使用。而地理信息系统由于其对空间数据和属性数据的综合分析能力，弥补了其他工具纯图形、纯数字的缺陷，而使空间数据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大程度的提高，因而可以提供一个直观、理性的可视化工具。可视化可促进建立概念及提高对事物的观察力。

3.2大量空间数据的储存和管理功能

与人们早期对数据的掌握不同，今天是数据爆炸的时代。正如Naibitt所说：“我们第一次拥有如此众多的数据，这些数据不仅仅是自新的，而且是再生的。问题的关键不在于他们是否够用，而在于我们将会被他们所淹没”。这些空间的、非空间的数据，静态的、动态的表示在GIS中可以实现。以数据库管理系统为支持之一的GIS，开发了对大型数据库储存、管理的能力，并提供了对数据快速查询的功能。ARC/INFOR开发的SDE（Special Database Engine），作为一个高性能的空间数据库管理系统，提供了用户对超大型地理数据库的访问能力。通过SDE对以百万个数据查询的响应时间小于0.03s，从1500万个点中选择8000个点中的响应时间小于0.04s。使用者可以获得快速和适时的结果。在管理容量越来越复杂的情况下，建立超大型的数据库是必要的。必须有一个综合统一的系统来管理数据，数据的已知性和完整性才能得到保证。GIS为大量的区域水环境的空间数据提供了储存和管理的能力。

在水资源综合评价管理系统中，可以完成各种地图信息的输入编辑，建立地图数据文件，主要有矢量和栅格两种数据类型。在系统的支持下，还可以对与水资源相关的所有图形按图幅范围、图幅表示内容、图幅比例尺以文件方式逐级管理。

GIS支持多种形式的空间数据方式，并可通过数据的转换使之为区域水资源管理服务。传统的现场测量数据一般是将地图数据输入数据库，而随着GIS和相关的CPS的发展，使GPS获得的数据可以直接提供给GIS使用，遥感的结果经过人工解译或计算机解译也可直接纳入GIS的数据库中。GIS对空间数据多种表现形式的支持使空间信息可以直接为区域水资源管理服务，并使水资源管理工作得到全面、多层次地体现。

3.3提供良好的数据维护和更新功能

GIS提供了图幅变形矫正、接边、核对等空间数据维护技术，空间数据的增加、删除和更改在数据库中可以很快得到实现。另外，通过网络分布式管理，可以使更新的数据迅速地体现在相应的模块并传递给相应的应用客户。GIS这种良好、快速的数据维护和更新能力，从长远来看，提高了水资源管理的时间效益。

3.4基于空间的数据分析功能

基于GIS的水资源综合评价信息管理系统提供了查询、叠加、分类、网络、邻近、数字高程模型等空间数据的分析功能。

3.4.1查询和量算

GIS提供的查询和量算功能可以进行空间数据和属性数据的相互量算。通过地理信息系统查询和量算的功能，可以实现图文互查，首先，可以按属性信息的要求来查询空间信息的位置（即“文查图”）和按空间位置来查询属性信息（即“图查文”）。其次，可以实现系统中点、线、面元素的相互查询。例如，从线到点的查询可以实现对某一线性元素如河流上点元素（排污口）的信息查询（位置、特征等）。

3.4.2叠加

叠加的基本思路是：在利用地图进行资源评价和土地利用规划过程中，人们认为地球表面的各个要素不是彼此独立地进行作用，而是相互影响、综合地进行作用的。因此，有必要进行综合的、多学科的评价。进行这类综合评价工作的一个简单方法是在一个透明的正面上复合（叠加）各种资源地图的透明拷贝，然后在叠加的地图上寻找各种属性恰好适宜的地点。这种方法与计算机技术结合，在网格纸上打印出需要值来制作单因素地图，叠加这些网络值，用行式打印机字符叠加的方式产生适宜的灰度来表示综合评价的值，这就是基于网格的GIS。最终独立信息系统中的叠加是把分散到不同层上的空间和属性信息按相同的空间位置叠加在一起，成为新的一层。叠加的过程主要是对空间信息及其相应属性信息进行集合的交、并、补的运算，也可以进一步对属性做其他运算。

3.4.3分类

分类的目的是为了把复杂的事物进行简化，从而便于进一步地思考和分析。人类正是借助分类的方法来揭示自然界的内在规律。实质上，对空间数据的分类，就是对空间信息的分析过程。GIS对区域水环境管理提供了从单元素到多元素的分类方法，并提供了自动分类的有效功能。

3.4.4网络分析

网络分析功能的涵义是借助线性要素的组合来描述某种资源或物质在空间上的运动，借助网络分析，通过线性阻抗等方法的计算，可以实现路径选择、负荷估算、职员分配、时间和距离的统计等。在基础设施的布点分析等方面，网络分析都有很好的应用价值。

3.5数字高程模型

与一般的点、线、面不同，自然地形是一个连续起伏变化的表面，往往没有明确的边界。传统的地图制图，常常用等高线来表示地形、地貌。从二维的角度，等高线便于视觉观察和分析，也可做手工的量算。但把等高线作为数据存储起来，不便于计算机进行分析，而且手工方式产生等高线费时费力，为此，产生了以计算机为基础的数字高程模型（DEM）或数字地形模型（DTM）。通过对数字高程模型的点、线、面赋予特殊的属性、高程，可以使其变成三维的表面模型。数字高程模型提供了对空间属性数据的直观分析，可以用于代表分析、汇流路径分析。

水资源综合评价的目的在于了解水源的数据、质量及其时空分布、水资源开发利用现状等，以达到调控人类自身活动，合理开发和高效利用水资源，防止水资源的污染和再生环境的破坏，从而保护人类生存和经济社会的稳定发展。水资源管理是一种克服人类经济社会生活的盲目性和主观随意性的科学管理与决策活动。近年来随着计算机的发展和GIS技术的进步，带来了这种科学决策和管理信息的新方法，改进了以往水资源管理的工作方法，因而基于GIS的信息管理技术是当前最先进的科学管理方法。在水资源评价、规划和管理方面，很强的图形显示功能和带有时间的三维GIS，有利于水文水资源工作者研究流域或区域的水文空间分布，并有助于了解降雨、地表水和地下水等在时间和空间上的变化情况。地理信息系统以管理大量的空间属性见长，可以作为空间属性数据的有效管理工具。应用地理信息系统，可以管理、分析、处理大容量的空间属性数据，特别是水文水资源各要素中的应用，解决了水文、气象和水文地质等分析工作中长期以来存在的数据量不足和信息量不丰富的问题。同时，当前地理信息系统的低成本趋势、具有实时预报的特点和数据的可持续利用，在水资源评价、规划和管理领域中具有广泛的应用前景。

⑧ 湖泊水文学的研究手段

湖泊水文学的新手段有：①模型技术,其中包括物理模型和数学模型，用以进行湖泊水文现象的物理和数值模拟，建立湖水动力模型、湖泊水温模型、湖水化学模型、湖泊沉积模型等；②
遥感技术，用于探测湖界、水温、冰情，识别湖水污染和浅水湖泊泥沙运动；③核技术，用于示踪泥沙运动，分析湖泊沉积，探测水库渗漏；④电子技术，用于湖泊调查和测量等。 现代湖泊水文学要加强水文混合与水文平衡基础理论研究，以阐明湖泊水文现象内部联系；提高水量平衡要素观测和计算精度；推广应用新技术；将湖泊作为系统，了解其中所有因素之间相互关系，研究湖泊的环境效应，湖水资源的保护、开发和利用。
利用资源卫星图像，进行湖泊、水库的分析之图，可以建立湖泊信息系统，这是湖泊遥感多元分析的新途径，也是湖泊数据更新的重要保证，具有多方面的应用功能。
湖泊水库等地理分布调查，不论高山高寒地区，或是浩瀚无际的沙漠地带以及人烟稀少的边境区域，都能通过卫星像片的地学分析，标出湖泊等水体的位置、形状、大小等基本特征。有目的地建立湖泊数据库，为水资源调查，开创新技术途径。
湖泊水化学成分、矿化度、水质、水温等，都能从卫星影像特征中进行定性研究，同时也可结合地面有关调查数据作定量分析，还可对地图上湖泊、水库、沼泽洼地等水文要素作更新修正。它们在湖泊信息系统的支持下，利用资源卫星像片修编地图是一条多、快、好、省的途径。这对地物变化快的要素，如湖泊的退缩消长，水库的兴修扩建等图面订正补充，都有很好的效果。
卫星遥感图像具有其周期性、宏观性和现势性特点，因此，运用遥感技术进行湖泊、水库等调查制图，有着快速、实时性的优势。所以，开展湖泊地理信息系统的研制，实时监测湖泊水体，具有广阔的应用前景。
资源卫星对湖泊资源的保护和开发利用，能发挥独特的作用。湖泊是一个多功能的资源库，人们不断地开发索取，其结果引起湖泊生态环境的变化，乃至恶化。而资源卫星获取的像片，能不时地将湖区被围垦，湖面缩小，直至湖泊生态系统的破坏等信息传递给人们，进而可引起有关部门的重视，采取措施积极保护湖泊资源。
80年代后期以来，中国科学院南京地理与湖泊研究所开展了一系列湖泊数据库--湖泊信息系统的研究，积累了丰富的湖泊信息，并于90年代后期上网发布。

⑨ 地质与水文资料的获取方式有哪些

遥感是以航空摄影技术为基础，在本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。

遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物。

遥感技术主要特点为：

1．可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右，从而，可及时获取大范围的信息。例如，一张陆地卫星图象，其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图象，对地球资源和环境分析极为重要。

2．获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如，陆地卫星4、5，每16天可覆盖地球一遍，NOAA气象卫星每天能收到两次图象。Meteosat每30分钟获得同一地区的图象。

3．获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

4．获取信息的手段多，信息量大。根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。例如，地面深层、水的下层，冰层下的水体，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可以全天候的工作。

用处：

一、遥感在资源调查方面的应用

遥感在资源调查中可发挥很大的作用，特别在自然资源调查中，近年来做了很多工作，取得了丰硕的成果和可观的效益。其主要表现在国民经济建设中的农业、林业、地质矿产及水利建设等部门中。

（一）在农业、林业方面的应用

遥感在农林方面的应用主要是在农、林土地资源调查、土地利用现状调查、农林病虫害、土壤干旱、盐化、沙化的调查及监测，以及农作物长势的监测与估产、森林资源的清查等方面。近年来，在牧场草场资源调查、短中期农林灾害、农用水资源，以及野生动物生态环境调查等方面也相继开展工作，取得了成果。

遥感在土地资源与土壤调查中，得到广泛应用。遥感加快了调查工作的进度，工作精度、质量也有很大提高。例如，我国利用560幅陆地卫星图像，仅用两年时间完成了全国15种土地利用类型的分析和量算统计工作，提供了全国和分省的土地利用基本数据和有关图件。

作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。自1974年以来，美国、前苏联、阿根廷、中国、日本、印度等国先后进行了不同范围、不同作物的估产工作。美国对世界小麦产量的估产精度已达90%以上，并扩大到对玉米、大豆等八种以上作物的估产。我国于1983—1986年在京津冀进行跨省市的统一网络较大范围冬小麦遥感估产试验，精度也超过90%。

遥感在林业上的应用也很广泛。例如，我国近年完成的“三北”防护林遥感综合调查。在包括西北大部、华北北部和东北西北部总面积为128万平方公里的“三北”造林一期工程的调查中，完成了对现有防护林类型、分布、面积和保存率；草地数量、质量和分布；土地资源类型、分布、数量及利用现状的调查。提供了200余幅各类遥感专题系列图，并建成了全区资源与环境信息系统，为掌握防护林区现状、林区的进一步发展和规划奠定了基础。

（二）在地质矿产方面的应用

遥感在地质及其矿产资源方面的应用主要表现在基础地质工作、矿产地质工作，以及工程地质、地震地质、灾害地质的地质综合调查等方面的应用。遥感已成为地质矿产调查研究中的一种先进工作手段和重要方法。

遥感图像视域宽阔，客观真实地反映出各种地质现象及其相互间的关系，形象地反映出区域地质构造，以及区域构造间的空间关系，为跨区域甚至全球的区域地质研究提供了极有利的条件和基础。例如近年来对雅鲁藏布江深断裂带的延伸和走向的研究、郯 断裂的延伸和走向问题的论证，以及重新修编的1∶400万中国构造体系图的工作，都是建立在遥感图像基础上的新的认识和发现的体现，解决了一些地质学界长期争论或按常规很难解决的问题。遥感为持不同学术观点的地质学者提供了一个可共同参照的基础，推动和促进了地质学的发展。

遥感在矿产地质工作中的应用已取得许多成果，获得了一致的好评。例如，我国地矿系统采用遥感地质调查方法，在小秦岭金矿田地区划分出线性构造1030条，环形构造138个，古采峒1000余处；综合化探、物探成果提出13个远景地段。经检查发现含金石英脉带、蚀变构造带22条，已见金矿3处，全部工作仅历时一年时间。又如：煤田总公司在东北大兴安岭西坡，采用遥感地质方法圈定出17个含煤盆地，其中4个属新发现，新增储量540亿吨。类似的实例不胜枚举，遥感地质方法已成为矿产地质工作的重要方法。

工程地质、地震地质、水文地质以及灾害地质等综合地质调查中也广泛地应用了遥感这一现代化手段。仅在1980—1985年期间，地矿部遥感地质工作者就为较大工程做了工程稳定性评价课题13个，研究大型滑坡4个。地矿部遥感中心在长江三峡的重庆至宜昌间先后进行了彩色及侧视雷达成像飞行。利用获得的资料对三峡库区进行了详细的工程地质判读分析，对新滩坡体的形态、形成机理及发展趋势作了较为详细的分析，为国家提供了有关三峡工程建设的基础资料。

基于遥感在地质矿产调查中广泛的应用以及取得的显着效益，我国地勘部门相继成立了专业的遥感应用和科研机构，遥感地质队伍也不断扩大，成果累累，展现出遥感在地质矿产资源方面美好的发展前景。

（三）在水文、水资源方面的应用

遥感在水文水资源方面的应用，如水资源的调查、流域规划、水土流失调查、冰雪监测、海口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面，都能发挥重要作用。特别是在人类足迹难以到达的荒凉地区，遥感技术可成为水文水资源调查的有效手段。例如，我国青藏高原在以往300年来先后经历了150多次探险考察，曾查出500多个湖泊，而近年来采用航空像片、卫星图像判读，不仅对这些湖泊的面积、形状进行了修正定位，而且还补充了地面考察或地图上未标明的300多个湖泊。

遥感图像，特别是红外遥感图像在识别含水层、判断充水断层、查明富水地段位置方面是很有利的。例如，美国在夏威夷群岛，利用红外遥感发现了200多处地下淡水出露点，从而解决了该岛对淡水的需求。我国在大连地区开展航空热红外遥感试验，在该地区沿海共发现22处从未有历史记录的淡水泉点，通过对这些泉点的分析，确定了地下淡水排泄地段，为解决沿海地区人畜饮水水源提供了一个重要途径。

利用遥感图像进行海岸带岸线测量、河口及近岸悬浮泥沙运移，以及海洋环境监测，诸如海水温度、盐度、水深、洋流、波浪、潮汐等海洋诸要素的测量，都可发挥重要作用，对海洋的开发具有重要意义，特别是遥感图像可提供大尺度、现实性强、多层次、全天候、客观逼真的丰富信息，为海洋研究及指导海洋渔业生产提供了基础。

二、遥感在环境监测评价及对抗自然灾害方面的应用

（一）在环境监测方面的应用

遥感在环境监测中主要是利用遥感提供的瞬间成像的大范围图像，对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测。由于遥感所提供的信息快速及时，现实性好，以及真实客观、形象的特点，可实时地了解和掌握污染源的位置、污染物的性质、污染物的动态变化，以及污染对环境的影响，为及时采取防护或疏导措施，以及环境评价提供了基础。例如，地矿部水文方法队与地质遥感中心合作，对长江下游苏州河口至吴凇口的水污染现状做了调查研究，他们利用航空热红外扫描图像，共判读出异常点29处，绘制了约25公里江段的污染判读图。他们还对北起大连，南至海南岛海岸沿线的港口及海上平台对海水的污染情况进行了航空红外监测，为国家海洋局执法提供了依据。

长江三峡水利枢纽工程是一项规模宏大、技术复杂、具有重大经济效益和社会效益的巨大工程，但是，在长江干流上兴建三峡大坝，必将对其生态、环境及社会产生深刻地影响。为此，在系统地开展三峡工程对生态与环境的影响及其对策的研究中，以及在实地调查工作中都采用了遥感综合分析的方法，充分发挥了遥感在三峡环境论证与信息储备中的作用。并在库区环境本底调查、环境演变分析、环境动态监测等方面取得许多明显成效，为我国三峡工程的科学决策提供了可靠的资料和基础。

近年来，我国相继在长春、太原、北京、天津、广州等大中城市，利用航空遥感进行城市环境的监测和评价，这标志着我国遥感在环境监测方面的应用正向更为广泛深入的方向发展。

（二）在对抗自然灾害中的应用

自然灾害是指环境异常或环境的突发性变化，给人类生活和生存带来的灾难。近年来遥感技术在预报灾害方面取得很多重要成就，成为预报自然灾害的有力工具和手段。

气象卫星当前已进入业务性运转，形成多层次的预报网络，在灾害性天气监测、天气分析预报、气象研究等方面，发挥了十分重要的作用。我国“风云一号”“风云二号”气象卫星的研制和相继发射成功，标志着我国的气象预报技术已从单项、短期、小范围的预报发展成综合性、中长期、大范围的准确预报。为我国的旱情、洪水，以及滑坡、泥石流和病虫害的准确预报提供了可靠资料，为采取减灾措施提供了可靠基础。

森林火灾一直是威胁林业建设的重要灾害之一，早在70年代，我国就进行机载遥感—林火探测实验，在3000米高空通过热红外传感器可发现地面 0.1平方米的火源。1987年5月，黑龙江省大兴安岭森林特大火灾中，遥感在准确确定火源位置、范围，以及火源蔓延趋势，为扑灭大火提供及时准确的火情信息上，以及在监测火势发展，灾后评估火灾损失和恢复重建规划方面，都发挥了重要的作用，获得显着的社会经济效益。

近年来，在利用多时相遥感资料和地理信息系统技术对黄土高原水土流失进行综合调查和研究；利用全球定位系统（GPS）技术，监测地壳及其板块的运动，进行大区域的地球动力学研究，探索地震的发生机理，进行地震的中长期预报；利用多时相大比例尺航空遥感图像结合气象预报资料和地面勘查进行滑坡、泥石流的调查与监测，保障重点工程及铁路沿线的安全；以及利用远距离卫星通讯技术，提高灾害预报的及时性和准确性，为救灾和决策提供依据等方面，都取得很大成效和重大的进展。

三、遥感在区域分析及建设规划方面的应用

遥感图像是地表面一定区域景观的真实、客观的记录和形象显示。地理学区域分析亦充分利用和发挥了遥感图像的这一特点和优势，成为遥感在地理学应用的重要方面。例如，我国早期开展的滕冲、长春、新疆及长江中下游地区的遥感试验，以及近年来开展的黄土高原遥感综合调查，“三北”防护林遥感综合调查等大型遥感工程中，都是以遥感区域分析为先导，以区域分析为基础，取得的成果。我国在遥感的区域分析应用中，已形成一定特色，进入世界先进水平行列。

近年来随着城市化及城市建设的热潮，城市遥感方兴未艾。城市遥感可提供诸如城市土地利用现状，城市用地分析，城市环境监测及评价，城镇布局结构分析，城市道路交通分析，城市人口分析及城镇的生态分析等城市发展的基础信息，为城市建设规划及决策服务。例如，由北京市政府和地质矿产部、城乡建设部联合组织实施的“北京航空遥感（8301工程），于1983年开始遥感飞行，到1986年底，在城市环境地质、城市建设、农业水利建设、生态环境、影像地图以及文物、古建筑等诸多方面，共获得41项研究成果，有23项填补了北京市基础资料的空白，取得了良好的经济效益和社会效益。

继北京市之后，城市遥感在全国各大、中城市较为普遍地开展起来，并在应用的深度和广度上有不同程度的提高。特别是随着城市遥感应用的深化，城市地理信息系统的建立及在城市总体规划、城市建设的辅助决策中的应用，将城市遥感应用提高到一个更高层次的阶段。

四、遥感在全球性宏观研究中的应用

遥感的全球性研究虽然目前尚未系统地进行，形成规模。但是，随着社会经济的发展，特别是诸如世界人口增加，资源危机，环境恶化等一系列涉及全球性的问题，越来越引起人们的关注。全球性研究（Global Study）已提到日程上，得到世界各国普遍的重视，全球性研究必将有一个较大的发展。

全球研究的目的主要是宏观地、整体性地对人类赖以生存的岩石圈、大气圈、水圈、生物圈的研究，以此带动区域性研究的深化，促进全球环境的改善。因此，这无疑为遥感发挥自身的特点和优势，开拓的又一应用领域。遥感可为全球研究提供各种便利条件，促进全球性研究的进一步开展和深化。例如，可利用遥感全球定位系统（GPS）监测和研究板块的运移，深大断裂活动，研究环形构造的成因及其机制；利用气象卫星资料及其它遥感信息，进行全球性气象研究及世界灾情的预报；海洋动力学研究，地球表面固态水的分布，世界冰川的进退，以及世界大环境的监测和治理等。遥感必将在全球性研究中发挥出更大的作用，做出更大的贡献。

当前，全球性研究已陆续开展，1992年已确定为国际空间年（ISY）；一种全新的数字式全球变化网络全书将问世，它将说明遥感可以对监测全球变化做出的贡献。我国已决定积极地参与“地圈与生物圈”（IGBP）、“国际空间年”（ISY）、“国际减灾十年”等科技项目合作。承接全球变化地图集与全球变化电子网络全书等部分项目的工作。中国将对全球性研究作出贡献。

五、遥感在其它方面的应用

（一）在测绘制图方面的应用

航空摄影测量一直是测绘制图的一种主要资料来源和重要的技术方法，形成了完整而系统的学科体系。当代遥感的发展使测绘制图的资料来源更为多样化，资料的准确可靠性及其快速及时性和适时动态性等方面都有较大的改观；成图周期大为缩短；影像地图、数字地图等新图种和制图新工艺大量涌现，使测绘制图产生了新的变化和进展。例如，我国依据近年来所发射的卫星获得的图像，完成了黄河三角洲1∶5万，1∶10万地图的编制，绘制完成了我国第一幅南沙群岛影像地图。遥感还能在各种气候气象条件复杂，常规方法难于进行工作的地区获得资料，填补地面工作的空白。例如，巴西亚马孙河流域有近500万平方公里的热带雨林区，那里人烟稀少，云雾终日不散，常规测量工作难于进行。利用遥感侧视雷达技术，在不到一年的时间里就完成了该地区1∶40万雷达扫描成像工作，取得了有价值的资料，为该地区测量制图提供了基础。利用遥感图像进行各种专题图的编制，以及编制中小比例尺大区域的省（区）、全国乃至大洲影像地图已较普遍，西欧各国已应用SPOT卫星资料修编和更新1∶5万地形图等。随着遥感信息在空间分辨率、光谱分辨率以及时相分辨率方面的提高，遥感将为测绘制图技术的发展应用，开拓出更加美好的前景。

（二）在历史遗迹、考古调查方面的应用

近年来在进行野外考古调查中，配合应用遥感图像分析，发现了许多重大的历史遗迹，取得显着的成果。例如，英国遥感专家通过计算机增强的卫星图像，在英国伦敦以北约30公里的地下发现了罗马时代的古城堡遗迹。我国也曾利用遥感提供的信息，进行北京圆明园遗迹考察，长城遗迹的考察，以及内蒙古金代古城的发现等方面取得很好的效果。遥感为野外考古调查带来了变革，成为考古工作者有力的工具和手段，促进和加快了野外考古工作。

（三）军事上的应用

遥感在军事上的应用是不言而喻的。事实上，军事应用是遥感最早最成功的应用，今天遥感的发展是得利于遥感军事上成功的应用而迅速发展起来的。目前，发射的绕地球运行的卫星，绝大部分是与军事有关的。当今战争的胜负，不仅决定于军事实力（人力、武器）的对比上，准确可靠的信息获取，传输和决策对战争的胜负起着关键性的作用。英国、阿根廷的马岛战争、中东战争，以及海湾战争都充分证实了遥感在军事战争中所起到的至关重要的作用。

⑩ 如何从地图上获取有效的地理信息

1、标准的地图，可以看经纬度、图例，比例尺和陆高海深表，来了解图上不同颜色区域的地形、海拔高度、城市等级、人口总量、交通分布等信息。
2、非标准的地图，可以看图例和题目信息来分析，相应的要素。