探析生態環境監測中3S技術的有效應用

王耀宗 張 穎（寧夏回族自治區環境監測中心站寧夏銀川市750011）

探析生態環境監測中3S技術的有效應用

王耀宗 張 穎
（寧夏回族自治區環境監測中心站寧夏銀川市750011）

3S技術是信息化時代的優秀產物，它已經在人類生產生活的各個領域中發揮重要作用。文中主要探討3S技術在生態環境監測中的多方面應用，以證明它對于人類自然生態發展的重要作用。

3S技術；生態環境監測

3S技術包括了RS遙感技術、GPS全球定位系統以及GIS地理信息系統，這3項技術都是目前信息技術迅速發展的重要成果。伴隨它們的日益成熟，針對城市、農業、森林、草原以及荒漠的人類生態環境監測技術也隨之興起，為人類自然生態發展起到了不可替代的重要作用。

1 對3S技術的有效集成

3S技術集成了當今信息化社會中最為核心的3項技術，將它們捏合成一個完整的技術系統。在生態環境監測工作中，GPS主要負責快速、實時的提供所監測目標空間位置，RS則為后臺監測技術人員提供大面積地表物體與環境幾何地理信息變化過程，最后GIS技術則通過多種時空數據綜合應用分析處理來構建3D虛擬模型，幫助技術人員直觀觀測現場狀況。通常情況下，3種技術都是兩兩集成的，例如以GPS與GIS集成所實現的環境動態監測、管理，以RS與GPS集成所實現的自動定時數據采集、環境災害預測，以GIS與RS集成所實現的土地利用變化分析、生態環境動態監測、空間數據自動更新等等。相比較而言，3種技術聯合應用相對較少，下文主要從各個生態環境角度分析一下3S聯合實現的對生態環境的有機監測應用技術過程[1]。

2 3S技術在各個生態環境領域中的監測技術應用

3S在各個生態環境監測領域都有應用，這里主要對它在城市生態環境、水資源環境、生態災害環境與森林生態環境中的應用進行簡析。

2.1 3S技術在城市生態環境監測中的應用

目前3S技術在城市生態環境監測體系中主要圍繞城市規劃展開，像大氣污染監測、PM2.5監測等等。其具體監測過程首先利用到了RS遙感平臺所監測提供的城市實時生態資料，配合GIS對大氣污染源分布圖的有效編繪，再配合GPS航空多光譜攝影手段，就可以實現對大氣污染主要污染物的全面監測，包括對污染顆粒物及空間區域分布的監測等等。目前3S技術所主要監測的城市生態大氣污染源關鍵點就包括了城市地面輻射溫度、城市“熱島”效應等等，它主要利用到了載熱紅外圖像與應用衛星，通過圖像處理技術配合定期熱污染分布范圍及強度現實來獲得城市內生態植被動態信息資料，例如對城市植被覆蓋率、植被類型、葉面積指數等等重要參數指標的有機分析，最后配合多光譜數據來進行圖像處理定向定量分析。目前像國內某些省市已經在通過3S技術來建立環境基礎數據庫，圍繞3S技術基礎來開發城市環境地理信息系統和環境污染應急預警預報系統等等。廣東省就通過RS獲取數據，通過GIS制作城市污染源分布圖與大氣質量功能專題圖，再配合GPS行為來發現污染源，全面構建了以3S技術為核心的廣東省環境空間數據庫，實現了對城市生態環境的全方位實時監測。寧夏回族自治區環保系統也正在以3S為技術手段建立智慧環保工程。

2.2 3S技術在水資源生態環境監測中的應用

3S技術在水資源生態環境監測中的應用也很廣泛，它能夠對河流水質、水量進行全面監測，并準確顯示在不同區域內水的實際環境狀況和空間內水體質量變化趨勢。在遼寧省，3S技術主要用于流域水文模擬與水資源調查評價兩方面，該省也深入對水體富營養化、泥沙污染等指標進行了深度監測，配合GIS技術對省內深流域水環境發展現狀及污染源分布進行了跟蹤評價，確保了省內供水工程的絕對安全。另外在國家南水北調工程生態環境監測中，3S技術也有廣泛應用。

2.3 3S技術在生態環境災害監測中的應用

目前國內多省都在構建“生態自救、重建家園”計劃，其計劃的內容就是重建自然生態家園，預防避免由人為所造成的生態環境災害。像福建省就利用3S技術對省內赤潮的發生時間、地點與范圍進行RS遙感技術預測，再配合GPS與GIS技術對省內過量地下水開采所導致的水土流失、森林與草場退化問題進行分析與控制，推測可能出現的滑坡、泥石流等發育環境災害因素，并利用GIS對區域危險性進行了劃分評級，為防治地質災害提供豐富數據資源。從宏觀角度講，全國范圍內的自然災害危險程度分區與成災規律也在3S技術輔助下逐漸成型。

2.4 3S技術在森林生態環境監測中的應用

在森林生態環境監測方面，甘肅省就積極利用3S技術來對省內草地資源進行本底調查和分析，對省內自然生態資產作出總體性評估，并建立了林草生態資產評估系統。該套系統中也利用到了RS技術，它實現了對森林生態資源的有效調查與動態監測，并通過GIS技術來編制甘肅省大面積森林分布圖和林地立地圖，最后配合GPS技術來實施全境森林攝影監測。基于3S技術的人工智能決策模型與支持系統還實現了省內對森林病蟲害的有效防治，對病蟲害所帶來的災后損失進行了全面評估，收效良好[2]。

總結

除上述內容外，3S技術還能應用于農業生態環境、海洋生態環境與區域生態環境監測過程中，基于科學技術角度提供防災減災監測預警與生態生物多樣性評價等功能，最大限度為人類生態環境可持續發展提供了強有力的技術后援，實現了人類與自然在未來進一步和諧共生的可能性。

[1]王永亮.新時期3S技術在水文監測中的作用初探[J].水利技術監督，2017，25(01):30-31.

[2]徐會;敖鑫;雷修明;湯傳棟;孫向前.分析3S°技術在生態類項目環境監理中的應用[J].低碳世界，2017，07: 93-94.