水文遥感的学科特征

作为一门学科，一般要具有相对独立的理论、方法或技术体系。它既具有学科组成要素的完整性和学科体系结构的系统性，也具有理论逻辑的自洽性和说明阐释的严密性。本着以上原则，归纳总结了水文遥感应该具有的3个基本学科特征。

1.研究对象的多样性和整体性

水文遥感的研究对象包括地球表层系统所有自然过程中存在的水分，包括大气水分、地表水体、土壤水分、植被水分、地下水、海洋、冰川和积雪等，涉及大气圈、水圈、岩土圈、生物圈，从南极到北极，从热带到寒带，分布在地球表层的各个地方。地球上存在的水分在地球动力学和热力学的作用机制下，遵循能量守恒和物质守恒定律，在气、液、固三种相态之间不停地转化运动，循环往复，周而复始，是具有整体性的动态系统。

2.研究方法的独特性和综合性

水文遥感以地球水体为研究对象，以遥感科学和水文学的基本原理和方法为基础，基于水及相关媒介的辐射传输特性，利用对地观测遥感数据，通过信息提取或定量反演，获得地球水循环要素或组分的物理变化过程。对地观测的基本方式是不直接接触被测量物体来获得该物体的物理属性特征。传感器观测波段涵盖了从y射线到无线电波的全波段。

水文遥感的观测手段具有独特性，但并非唯一性。它一般需要与多种实际观测方法和手段相结合，以保证信息提取或定量反演结果的准确性和所反映自然过程的真实性在没有实际观测资料的情况下，一般需要与其它研究手段（譬如数值模型）进行比较以确保研究结果的可靠性和一致性。

3.研究内容的复杂性和广延性

水是地球上在自然条件下唯一能够发生固、液、气三态转换的物质。由于水分固的三态相变特性，使得地球水体的物理属性以及电磁波谱特性和辐射传输特性呈现样性和复杂性。不同相态的水分具有不同的波谱特性和辐射传输特性，影响电磁波的发射、反射、散射、吸收、透射等过程，进而影响地球表层系统的辐射平衡和能量转化。三种相态水分的辐射传输过程，远比单一物质过程复杂。这也是水文遥感作为一门独立学科的核心理论内容。

地球水循环是一个十分复杂的系统，受到来自地球之外太阳辐射和地球大气、海洋、陆地等多种因素影响，在固、液、气三态之间发生转化，不断相变，构成了地球上形形色色的水文现象和水文过程。这些现象和过程具有循环嵌套的多尺度特征，如小尺度、高频震荡的大气边界层湍流中的水汽运动，局地土壤水分的下渗迁移，中小尺度的暴雨过程，流域尺度的水分循环，河流水系中的河川径流，大陆尺度的降水过程，海陆之间的水分输送等，发生在小至局地、大至全球的空间范围内。在外部能量驱动和内部能量转化的作用下，这些水分变化过程相互制约，相互影响，形成复杂多样的时空分布格局，以及不同交换界面间的系统耦合过程，如海陆交换、经向纬向输送、地表地下补给等。地球水分同时在大气圈、水圈、岩土圈和生物圈中循环往复运动，并影响地球其他圈层的协同演化，因而具有广延性。