科技创新研究国际杂志
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| M.L.Waikar一号AdityaP尼拉法尔2 |
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地下水是一项重要资源,每年总供应量大增然而,过度开发使地下水可用性严重耗竭,并导致某些地方土地沉浸评估潜在的地下水补注区对保护水质和管理地下水系统极为重要。地下水潜在带在遥感和地理信息系统技术帮助下标记这项研究建议标准方法使用RS和GIS技术集成确定地下水潜力综合地图使用GIS工具生成精确信息获取参数可考虑识别地下水潜在区,如地质学、斜坡度、排水密度、地态单元和线性密度使用卫星数据生成并测量印度1:50000表后与 ArcGIS加权叠加合并每一类参数均分配适级各种几何单元权重因子根据储地下水能力决定。程序对所有其他层重复并随之重新分类地下水潜在区划分为五大类,如非常穷困、中度、优优等显示马哈拉施特拉省Parbhani区选定研究区使用建议方法地下水潜在信息有助于有效识别适当取水地点
关键字 |
| 遥感、GIS、加权叠加、专题地图 |
导 言 |
| 地下水是最宝贵的自然资源之一,它支持人的健康、经济发展和生态多样性。由于其数个固有特性,它在所有气候区域,包括发达国家和发展中国家的城市和农村地区,已成为极为重要和可靠的水源地下水是一种水形式,占用地质层内所有空格地球结壳承载层起传输管道作用和储水水库作用地下水地质构造及其开发范围主要取决于漏洞的形成高宽斜坡引出较高径流,而地形萧条增加渗透高排水密度区比低排水密度区增加地表径流地表水体如河流水池等可起填充区作用(Murugesan B.et al.,2012年 |
| 多年来地下水因需求增加而日益重要,导致地下水非科学开发产生水压条件这种令人震惊的情况需要成本和时间有效技术来适当评价地下水资源和管理规划地下水开发程序需要来自各种源的大量数据因此,识别和量化这些特征对生成地下水潜在研究区模型十分重要。目前地下水因干旱问题、农村水供应、灌溉项目和低开发成本而得到更多关注尽管进行了广泛的研究和技术开发,地下水研究仍然更有风险,因为没有直接方法方便地表下水的观察其存在或缺失只能通过研究地质和表面参数间接推断不同的水文地理学主题可用于确定当前区域的地下水潜在区遥感地理信息系统工具可开通水资源研究新路径沿印度测量地形表和附带信息分析遥感数据并附必要的地面实情验证帮助生成地下水定点基准信息使用遥感数据识别地下水复发点基于间接分析可直接观察地形特征,如地质结构、地形学及其水文特征线性在所有类型地形地下水勘探中起着重要作用。GIS和RS应用还可以考虑资源评价多标准分析和水资源管理水文地理映射使用遥感和地理信息系统工具提取Parbhani区部分地区的详细排水、斜坡和地貌特征建议地下水潜在带研究的适当方法 |
相关工作 |
| urugesanBagyaraj等人案(2012年)开卡纳尔山Dindiul区进行了地下水研究,该山是泰米尔纳德西加茨山地利用遥感和地理信息技术标定地下水潜在区所有专题地图均使用资源静态数据生成(IRSP6LISIVMX),GIS数据使用逆距离权模型识别研究区地下水潜力各种几何单元的权重因子是根据存储地下水能力分配的。 |
| Prabir Mukherjee等人案(2012年)试图确定古吉拉特省Kachchh区干旱区内地下水潜在区专题层使用辅助数据和数字卫星图像生成潜在带系通过加权叠加分析获取,对每个专题地图的单个参数定级并权重按其影响分配 |
| Deepesh Machiwal等人,2010年提议标准方法使用综合RS、GIS和多标准决策技术划分地下水潜在区方法由印度西部拉贾斯坦邦Udaipur区案例研究证明初始时审议了十大专题层主题层的权值和特征通过使用AHP(分析层次进程)MCDM技术与启发器法实现正常化最后,选定的专题地图通过加权线性组合法综合地理信息系统环境生成地下水潜在地图 |
| Cheng-Haw Lee等(2008年)提议评估潜在的地下水补注区对保护水质和管理地下水系统极为重要台湾在遥感和地理信息系统帮助下,通过综合五大成因:石化学、土地覆盖/土地利用、线性、排水和斜坡生成地下水补注因子权值使用航空图片、地质图、土地使用数据库和现场验证 |
| JobinThomas等人(2011年)热带河流流域确定地下水潜在区(印度Kerala)使用遥感和GIS技术地质学、地形学、线性学、斜坡和土地使用/土地覆盖信息收集自LandsatETM+数据和印度测量表1:50 000生成综合地图根据地下水潜力空间变异进一步分类空间变差潜力显示地下水生成受地质学、结构、斜坡和陆表控制 |
目标学习区 |
开工概论 |
| 研究的主要目标是促进系统地下水研究,利用遥感和地理信息系统划分地下水潜在区本研究区位于马哈拉施特拉省Parbhani区,该区自然边界Penganga河长160.93千米。东北和哥达瓦里河64.37公里西南(40里)北邻布尔达纳和阿科拉,东邻Yeotmal和Nanded,南邻Nanded和Bhir,西邻AurangabadGodavari河、Purna河、Dudhana河、Karpara河及其支流主要耗竭学习区区域气候半干旱、潮湿和亚热带区平均年降雨量约为909毫米,夏季温度上升至42摄氏度,冬季降至11摄氏度查尔沙那研究区地理分布范围介于76°30+/76°40++19°30+19°45+N在印度图表调查中,它构成1:50 000比例56A/10的一部分Parbhani区北部和南部山地易旱并面临严重缺水问题Parbhani区除少数源码外的这些山地面临饮用水短缺问题。这些地区频繁发生干旱问题该地区每年有900-950毫米保证降水量,但大都流出作为径流而去,不给地下水库充电。 |
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二叉地质学 |
| 大部分区都占用类似于Deccan陷阱编组的岩石(图4),由大多数横向熔岩流组成玄武岩组成,据认为从裂缝布置到Mesozoic时代闭合,再到下三级时代指针指向decan陷阱,因为它们在Deccan频发,步态像裸露形成平面山形成高原,由几片熔岩流组成,每片厚度从几米10至50米不等。组成流的各种石器可与物理特征相区别,如纹理、联想开发以及矿山特性总体说来,这些流顶特征显示有红发床,这或许表示流层上壳变换陷阱泛泛展示典型人形风化和同心层模拟洋葱正在风化巨石中开发其中一些流特征显示有单位由精细列联结组成,五角形列高几米站立陷阱产生深棕红或黑棉土Parbhani、Lasina、Basmath、Kanhergaon、Gangakhed、Pathri、Patur、Jintur、Jintur、Hingoli和Kalamnuri都注意到这种土壤带Regur富含植物养分,如石灰、大豆、铁、可变量加瓦和低氮和磷通常多孔多溢加水和干燥并有明显的缺水裂缝风化的另一产物是石,偶而会注意到它盖住该区高山多孔、嵌入式粘土岩红色、黄色、褐色、灰色布满颜色并面上薄礼车涂层 |
3级地下水 |
| 山地国家得到最大雨量地下水大都从井泉渗透中挖掘平原由Penganga、Godavari、Kanad、Kapra和Dudhna河谷组成,有充足的水源,可以说是区水流流近密合体硬和大型玄武井帮助渗透靠近这些合适条件之一的水口和井,并有充足的水供应 |
4级水文地理学 |
| Deccan Basalt地形地下水发生于屏蔽状熔岩流和半封闭式深层流中液学约束显示地下水存在于脉冲柱孔空间和大片流合片断片中玄武池初级孔隙与微水柱相关联,这些孔洞即因挥发性泄漏而开发的孔洞空间,当熔岩像熔岩流一样喷出表面时产生挥发性气体时,这些孔孔孔空间原生孔隙自然有限 与喷发阶段气体/挥发量相关研究区内的地下水主要限于这些岩石因骨折、关节和风化而形成的二次孔隙区雷竞技网页版从水文地质学角度讲,交错频度和流点和沿途风化是最重要的参数,可渗透性可渗透性可渗透性可渗透性 |
方法整理 |
| 拟议的研究方法涉及各种活动,如基础地图编译、LULC地图编译、数字化和图像处理软件解释输出第一阶段包括利用1:50000比例测量印度图表和IRSP6LISSIVMX卫星数据开发空间数据库GIS和遥感技术应用编制各种专题地图,参考地下水,如排水密度、轮廓和流长此外,土地利用调查数据库、地质地图和现场调查被采行量化定性描述该区水文地理逻辑条件 |
| 第二阶段涉及编译数字高位模型,插图从SOI图表数字化DEM用于准备斜度、侧面、流积和流序方法被广泛使用为中小型下水流域绘制径流潜在地图 |
| 第三阶段,数字图像处理卫星数据用于地理参照和几何校正之后使用监督分类技术创建不同主题层收集数据中所有属性后汇总为农业区和定居区创建缓冲地图接续制作其他重要数据,用于后期确定地下水潜力,如土地利用/土地覆盖图、地质/线性图、地貌图和水地貌图 |
| 第四阶段所有上述主题都通过叠加处理和分析,并排名评价适当的地下水潜在区利用GIS查找当前研究中地下水潜在区最终综合输出,将覆盖所有专题层,为确定地下水潜在区考虑地貌学、斜坡、排水密度、土地使用和土地覆盖、地质学和线性密度 |
程序编译GROUNDWATER |
开工排水密度图 |
| 排水池是自然单元排水到公共点地图由水体、河流、支流、常年流和瞬时流和池塘组成研究区第四阶流域连接河流,支流基础为Fig.5描述的地形 |
| 排水网络帮助划分分水岭排水密度和排水类型提供径流、渗透松散和渗透性信息分层排水表示同质岩石、tellis、矩形和并行排水模式表示结构控件和石化控件粗排水纹理显示高漏洞渗透式岩层优排水纹理在较不显性构造中比较常见大故障和线程有时连接两个或两个以上排水槽并起管道作用(互连通道方式)。地下水沿周流实事排水模式反射表面特征和子表层编组(Horton,1945年)。 |
| 排水密度(按km/km计算)2表示通道近距离和表面素养性质,从而提供整个流域流道平均长度量化量度排水密度测量广度地理和气候类型发现低排密度更有可能发生于高密度植被覆盖下高渗透底土高抗药性低的地区高排水密度由弱化或渗透式表层材料、稀疏植被和山地松散所产生低排水密度导致粗排水纹理,高排水密度导致精细排水纹理排水密度特征 径流区或换句话说 相对雨水量排水密度越小,填充概率或潜在地下水区越高整排水图按表2划分五类并用图6.描述 |
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二叉斜率映射 |
| 斜率是重要地形参数之一,由轮廓横向间距解释总的来说,矢量中近距离轮廓表示斜坡和稀疏轮廓显示温坡,而在高压输出光栅中,每个单元格都有一个斜坡值。下坡值表示平面(平面)和高坡值对称地形斜坡高压栅栏中斜度通过辨识从每个单元到邻接单元最大值变化率测量斜度值以百分比或度计算向量和光栅表(图7)。从数字化轮廓和点高推导出的斜度显示平面和山地高从北向南下降,斜度从0到10近水平斜度(0-1度)地表径流缓慢,允许更多时间雨水渗透和考虑良好的地下水潜在带,以强斜度(10-15度)促进高径流减少雨水居住时间,从而相对较少渗透和低地下水潜力整片斜坡地图划分为五大类如表3 |
3级线性密度 |
| 线性元素直线性可见度为地球表面的一行重要风景(Hobbs,1904)。主要是反映地球表面因地质或地貌过程引起的不连续性(Clark & Wilson,1994年)。雷竞技网页版地质特征产生线性包括故障、剪切区、骨折、堤坝和静脉以及床上平面和分层接触地貌特征显示为地图上线性线程、航空照片和卫星图像包括流水流、线性山谷和脊柱线 |
| 线性研究在不同地理科学学科中应用广度,例如识别构造特征、识别折叠和故障、勘探矿床、石油前景和地下水等遥感数据即区域卫星图像对映射线程有用图像使用图像处理软件数字处理,以更好地解读线程深入高空间分辨率多光谱数据(配色复合物适合特殊应用)使线性标识更容易、准确可靠 |
| 宏线程 |
| 所有线程也按长度分类,分为以下两类 |
| A.小线程-为量化目的,长度小于3千米线程分类为小线程 |
| .b.长大于3千米的主要线程归为主线程 |
| 当前研究区线从卫星图像中提取所有线性都与几何式线性相关联,即排水并行研究区由主次线程覆盖,范围从1.57千米到3.37千米不等线程图转换成不同线程密度区线性密度映射量长表示线性特征2)区间线性密度直接影响到区间地下水前景当前研究区内线密度极高(2.11-2.69),地下水潜力良好,即线性密度极低(0-0.34)区内地下水潜力差整张地图分类五大类如下并用Fig8.描述 |
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4级地貌学 |
| 地貌学研究地球形式(土地形态)、描述和生成(Gupta,2003年)。地球科学分支自航空图片和卫星数据开发地貌学以及关于土壤、水和植被的信息已成为规划各种开发活动的基本投入之一。区域地貌学取决于地质构造结构演化地貌学反映各种土地形式和结构特征其中许多特征有利于地下水的产生并按地下水潜力分类流域几何单元可划分为中分下高原、低分解下高原、斜坡状复合体、人工地形和水体其中有地下水潜力良好本研究遵循国家遥感中心地理形态分类法。 基于地面实情验证,研究区地理形态划分为五大类 |
A.高原 |
| 高原平原显示平面高山与山平原和山丘并发划分成两类中度分解和低度分解高原中度分解高原占地东和北海盆部分地区,空域20.17千米2.覆盖第四流域东东北海盆显示低分解高原,海拔1.32千米2.腐蚀感可影响高原形状高原有时被侵蚀 分解成小段高原性质加速脱轨,归入贫地下水潜在区类 |
.b.pediment-peplain复杂 |
| 浮点表示特征 通常形成山脚角状平原温和斜坡斜坡面向低角倾斜,在所有方向都缺少显著松散存在线性或骨折可为地下水潜力移动提供一定空间。踏板因干旱和半干旱条件下风化形成,代表循环侵蚀结束阶段(King,1950!Sparks,1960年)编程综合过程开发,包括流水侵蚀、风化、洗表和横向种植大面积沉积持续分解后开发时,通常称它为踏板(Agarawal和Garg,2000年)。Pediplain大片海盆显示海空71.72千米2.研究区农地大都由管道组成,地下水潜力良好可适中 |
C.人造地形 |
| 人工湖建桥跨河光蓝对黑并占有正常异常形状与耕地、低地和山林相联并有或无植被地形范围为0.58千米2.水体类别包括有地表水面积,形式为池塘、湖水库或流水溪流、河流流、运河流等颜色显示为蓝到黑蓝学习区水体覆盖总面积0.57千米2. |
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5级土地使用/土地覆盖 |
| 土地利用/土地覆盖映射是遥感的一个重要应用土地使用在开发地下水资源方面起重要作用。控制水循环中多道水分过程,即渗透性过程、蒸发性流水过程、地表径流过程等表面覆盖为表面提供粗糙性,减少排泄增加渗透林区渗透率会增加,径流减少,而城区渗透率可能下降遥感为植被类型空间分布和土地使用提供优异信息,比传统数据少时低成本.LULC为2011 LISSIV图像分析研究区托管研究区分类显示,土地利用大部份为耕地4150.273公顷、荒地2042698公顷、秋地1581643公顷、刷刷土地1195.863公顷、水体73365公顷和住区284.875公顷图10 |
分包网和WEEG |
| 地下水潜在带通过覆盖所有专题地图获取,即使用 ArcGIS10.1空间分析工具加权叠加法加权叠加分析期间,为每个专题地图的单个参数定级,并按不同参数的影响分配权重权值和排名参考了研究人员的作品,例如(Krishnamurthty等人,1996年;Saraf和Chowdhary,1998年)。 |
| 所有专题地图都转换成光栅格式并用加权叠加法叠加(排序和权重专题地图并用GIS整合(arc/Info网格环境)。分权参数后,分级子变量在此过程中,对线性密度、地形学和斜水密度的GIS层进行了仔细分析,分级分配到子变量上(Butler等人,2002年;Asadi等人,2007年;Yammani,2007年)。 |
| 最大值判给地下水潜力最高的特征和最小值判给最小潜在特征中度分解高原之类土地形式划为最高级,小值划为踏板就斜坡而言,最高阶值分配为温坡,低阶值分配为更高斜坡高级因数分配低排密度,因为低排密度因数偏向渗透多于表面径流低值后排水密度提高各种线性密度类中,甚高线性密度类被分配更高级值,因为这一类更容易渗透地下水。低值分配极低线性密度LULC高阶分配为耕地,低值分配为贫瘠土地总体分析表7 |
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结论 |
| 地理信息系统和遥感证明是确定Parbhani区部分地区地下水潜力的强效成本效益法研究显示,排水密度、斜坡、地质学、地形学、线性密度和土地使用/土地覆盖等六大专题地图综合为地方当局和规划者提供有关适合地下水勘探区域的第一手资料。特定研究区划分为优优优适中、穷和非常穷的地下水潜在区块,见Fig.11表7和表8显示,斜度0至10、线性密度2.11至2.69、排水密度0至1.2佩地覆盖和覆盖2斜率10至30、线性密度1.57to2.11、排水密度1.2至2.42斜坡30至50、线性密度0.99至1.57、排水密度2.4至3.62斜坡50至100、线性密度0.34至0.99、排水密度3.6至4.82斜度100至150、线性密度0至0.34、中分解高原4.8至62.地下水潜在信息有助于有效识别适当取水地点此外,人们还认为,本方法可用作进一步研究指南。 |
启蒙 |
| 作者感谢Dr.RRHermon国家农村发展学院主管C-GARDPhanindrakumar国家农村发展学院顾问C-GARD为完成研究工作提供工作站和宝贵指导作者也感谢SGGS工程技术学院当局不断鼓励和支持。 |