遙感技術在現代環境監測與保護中的應用

李 戰，夏文前，王 玉

(1.黑龍江大慶市環境監測中心站，黑龍江 大慶 163316；2.黑龍江大慶市環境保護局，黑龍江 大慶 163316)

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遙感技術在現代環境監測與保護中的應用

李 戰1，夏文前1，王 玉2

(1.黑龍江大慶市環境監測中心站，黑龍江 大慶 163316；2.黑龍江大慶市環境保護局，黑龍江 大慶 163316)

摘要：指出了隨著人類社會的不斷進步，對環境造成的破壞程度也日趨加重，為確保人與環境的和諧發展，必須加大對環境的監測和保護力度。遙感技術的出現及其在環境監測各個領域當中的應用，為環境保護工作的開展提供了可靠的依據。闡述了遙感技術的起源，分析了遙感技術在環境監測與保護中的應用優勢，并在此基礎上對環境監測領域中遙感技術的具體應用進行了探討。

關鍵詞：遙感技術；環境監測；應用

1遙感技術概述

遙感又被稱之為RS，它是“3S”技術的重要組成部分之一，該技術歸屬于邊緣科學的范疇，作為一項探測技術，RS具有先進性和實用性的特點，正因如此，使其在諸多領域中獲得了越來越廣泛的應用。航攝是RS技術的基礎，其最早出現在20世紀60年代初期，在當時該技術被稱為航空遙感，當首顆陸地衛星成功升天之后，航天遙感的時代隨之正式開啟。自RS技術出現至今，其經歷了50年的發展，如今，RS技術已經十分成熟，并在很多領域內得到了應用，如農林、水文、氣象、環保、國防等，隨著科技水平的不斷進步，相信在未來RS技術將會進入一個高速的發展階段，遙感圖像的空間、時間以及光譜的分辨率都將會有極大程度的提升，在與“3S”技術中其它2項技術的相互滲透，將會使RS的應用范圍進一步擴大。

2RS技術在環境監測與保護中的應用優勢

2.1監測范圍大

RS技術是借助遙感器從空中以俯視的角度進行觀測，由此使其能夠對較大面積和范圍的地區進行環境監測，同時航攝影像可以提供被檢測區域內的環境立體圖像，有效解決了地面監測中視野受限的問題。

2.2獲取信息快

由于RS利用的是飛行器進行監測，故此其可以在較短的時間內獲取到大量與被測對象有關的圖像及數據，由此進一步提高了環境監測速度和效率，正是因為該技術所具備的這一優勢，使其在環境監測中獲得了廣泛的應用。

2.3適用性強

在一些人類無法涉足的環境中，如沼澤、沙漠、冰川、原始森林深處等，進行監測是非常困難的，而RS技術所具有廣泛適應性，可以幫助人們獲取到人類難以監測到的環境信息，這進一步擴大了監測范圍。

3環境監測領域中RS技術的具體應用

RS技術在環境監測領域當中的應用涉及諸多內容，大體上可歸納為以下幾類：水環境監測、大氣環境監測、工程建設環境監測等。在上述內容中，RS技術均有著非常不俗的表現，為相關工作的開展提供了詳實、可靠的數據信息支撐。以下重點對RS技術在水環境、大氣環境和工程建設環境這3個方面的具體應用進行論述。

3.1水環境的遙感監測

3.1.1濁度監測

水體雖然與地物的本質有所區別，但2者之間卻有著一個共同點，即光譜反射特征，基于這一前提，可以通過RS技術，對水體在光譜影像中的差異來判定水體的污染變化，水體的渾濁度是其污染之后所呈現出來的一個基本特征，相關研究結果表明：當水體中浮游物的數量增加時，與之相應的光譜衰減系數也會隨之增大，同時，渾濁水體中的泥沙濃度增大后，入射光的散射深度會有所變淺，水體的發射率則會升高，據此便可準確判定出水體是否被污染。

3.1.2海洋監測

在人類生存的地球上，海洋的面積約占整個地球表面積的71 %，其余的29 %是陸地面積，由此使得海洋成為地球環境中重要的組成部分之一，為了有效防止海洋環境遭到污染和破壞，必須加大對其的監測力度。自美國向太空成功發射第1顆海洋衛星后，正式拉開了海洋環境遙感監測的序幕。由于海洋中有著各種各樣的資源，人類在對海洋資源進行開發利用的過程中，對海洋的生態環境造成了一定的破壞，海水的污染程度日益加重，致使環境質量隨之下降。RS技術在海洋環境監測中的應用，主要是以反射光譜特征作為前提，由于海洋上方的空間基本沒有任何障礙物，加之RS技術具有較大的監測視線，從而可以對海洋中水體的大范圍擴散情況進行監測，同時還可以探測出污染物的排放原因，為海洋環境治理提供了充足的依據。此外，海洋中有著極為豐富的石油資源，在對石油進行開采的過程中，不可避免地會造成海水污染，借助RS技術能夠對海水中的石油污染情況進行調查分析，并準確確定石油污染區域的范圍，同時，還能估算出污染區內水體當中的石油含量。海水與石油在光譜特性上有著極為明顯的區別，因此，可在某個特定的光譜段上將石油與海水區分開，可采用微波輻射法對海洋環境中的石油污染進行監測。

3.1.3城市污水監測

目前，我國的城市發展速度變得越來越快，這不但推動了工業的快速發展，而且也使得城市中的人口數量激增，在這一背景下，城市的生活污水和工業廢水的排放量大幅度增多。由于此類水體當中含有一定的有機污染物，其在分解的過程中會消耗大量的O2，隨之會產生出較高的COD和BOD5，水體也會變黑，并散發出非常難聞的臭味。通過運用RS技術中的紅外傳感器，可以有效采集到水體當中所含物質的紅外輻射光譜，由此便可獲悉水污染的程度及具體情況。

3.2大氣環境的遙感監測

3.2.1有害氣體監測

有害氣體主要是由人為活動或自然條件下產生的，其不僅會對大氣造成污染，而且還會危及到生命體的健康。當植被受到空氣污染時，其反射紅外線的能力會大幅度降低，并且顏色和紋理也會出現變化，利用RS技術對植物進行監測，可在圖像上呈現出不同的像元信息，借助這些信息與沒有被污染的植被進行對比，再與污染氣體進行簡單的疊加，便可獲得污染物氣體的累加濃度。

3.2.2臭氧層監測

相關研究結果顯示：O3能夠吸收低于0.3 μm的紫外區電磁波，基于O3的這一特性，可利用紫外波段對臭氧層中O3的含量進行測定。當大氣當中O3不斷增加時，會造成溫度升高，此時可選用紅外波段對大氣中的臭氧層進行監測。

3.3工程建設環境的遙感監測

城市化進程的加快使得工程建設項目大幅度增多，在工程建設的過程中，需要大量的地質及地表信息，以便進行地基基礎設計與施工，通過RS技術可以快速判斷出工程所在區域內是否適合大規模的工程建設，以我國著名的三峽工程為例，它在建設時，需要大規模改變地質構造、地表及水文特征等地理環境，所以在工程建設前，需要調查工程建設過程中及投入使用后是否會帶來各種自然災害，如泥石流等，同時還要調查地表環境、淹沒損失等，鑒于調查工作涉及的內容多、范圍大，如果憑借人力很難在短時期內完成，這樣會對工程建設進度造成影響，而RS技術的應用，可以通過遙感圖像來獲取地質信息，從而為工程建設提供可靠的依據。此外，RS技術還能夠對冰川和雪水進行調查，因為冰川環境的原因，人類很難深入其中作業，而RS技術的應用可以使調查工作變得更加高效，目前，運用RS技術確定出我國西部地區的冰川占全國冰川總量的50 %。

4結論

在當前的形勢下，為防止環境問題進一步惡化，必須加大對環境的監測與保護力度，通過RS技術在水環境、大氣環境、工程建設環境等方面的監測，可以為環境保護工作的開展提供可靠的依據。在未來一段時期，應當加大對RS技術的研究，除了對現有的技術進行不斷改進和完善之外，還應開發一些新的技術，從而使RS能夠更好地為環境監測與保護服務。

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收稿日期：2016-04-07

作者簡介：李戰(1981—)，女，工程師，碩士，主要從事環境監測工作。

中圖分類號：TP79

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0102-02