遙感技術在生態環境監測應用中的探討

溫中力

摘 要：生態環境的監測與管理中，采用遙感技術以衛星、航空遙感技術為基礎，全面監測生態環境。遙感技術為生態環境管理提供了動態化的監測手段，以監督生態環境的質量，預防生態環境污染。生態環境監測中提高了對遙感技術的重視度，能促使監測工作具有動態化、跟蹤式的特征，滿足生態環境的監測需求。由此，文章主要探討遙感技術在生態環境監測中的應用。

關鍵詞：遙感技術；生態環境；監測

中圖分類號：X171.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0149-02

社會經濟的發展過程中，生態環境面臨著一系列的污染問題。生態環境中出現的污染問題，在很大程度上增加了環境監測的工作壓力。生態環境治理時采用遙感監測的手段，一來可以緩解環境監測的壓力，二來則可體現遙感新技術的優勢。生態環境的特點非常復雜，其可分為水環境、大氣環境、地質環境等，所以更應積極推進遙感技術的應用，構建分散的監測點，監督生態環境的異常變化，全面監測生態環境，由此提出管理和治理的方案，預防環境污染發生。

1 我國生態環境的現狀及監測需求

我國生態環境治理時，比較注重根據監測結果來協調和決策環境保護工作。目前，我國生態環境遙感監測方面，已經正在積極構建動態觀測信息網。生態環境中的大氣監測、水質監測、油污治理監測等方面，均涉及遙感技術。遙感技術的發展日趨成熟，全面、準確地監測生態環境，能為環境治理提供有效的數據支撐。

2 遙感技術在生態環境中的監測流程

下面以某生態遙感監測案例為主，分析遙感監測的具體流程。該案例中，遙感技術參與了水環境監測工作，并取得了不錯的成效。遙感技術在生態監測中以Landsat TM5為遙感影像數據源構建了生態監測體系，并配合地面監測數據，分析監測區域中生態環境的狀態。遙感監測流程如下：

2.1 預處理。遙感技術監測生態環境，最先要對遙感數據進行預處理，統一遙感數據的規格，轉換遙感數據中的信息。遙感監測數據的預處理能解決不同時期數據的差異問題，并統一數據屬性，促使不同時期的生態環境監測信息都具有可比性[2]。預處理把遙感監測數據歸類到同一時間段內，以歸一化的預處理方式，借助計算機把數據構成二維散點圖，分割遙感圖像，每兩幅圖像之間建立線性關系，從而分析遙感影像。一般情況下，遙感技術的預處理階段，需要實現生態環境監測圖像的均一化處理，如：收集衛星數據、遙感地形圖、航片等，完成正射校正、大氣校正等過程，確保監測預處理的高效性。

2.2 動態監測。該案例中，遙感技術在生態環境中的動態監測是圍繞植被覆蓋度展開的。案例中，為了獲取生態環境的監測數據，需監測植被覆蓋度，而遙感技術能動態跟蹤監測區內的植被覆蓋情況。具體是利用歸一化的方法，計算出每個像元內的植被指數，借助像元二分法來推算出每個像元的植被覆蓋度。案例中就是通過遙感技術來動態監測生態環境中的植被覆蓋度而及時發現其變化情況的，如案例中：原來植被區邊界被砍伐了大量植被，實際種植沒有落實，導致監測區植被數據異常，或者植物大面積枯萎而形成裸土，這些都可以通過遙感技術的動態監測來獲取信息，以此為依據來采取相應措施。

2.3 信息評價。遙感技術能全面監測生態環境的變化，從而讓我們能準確地了解生態環境狀況。生態環境中，水環境、土壤環境等均面臨著不同程度的破壞，遙感技術評價生態環境的信息時，應以環境污染、治理方面信息為重點進行綜合分析，才能準確評價生態環境情況。

3 遙感技術在生態環境中的監測應用

本文主要從水環境、大氣環境、土壤環境以及固廢污染4個方面，分析遙感技術在生態環境監測中的應用。

3.1 水環境。水環境具有復雜、隱蔽的特征，對遙感技術的要求較多。遙感技術需要監測水環境中的溫度、深度、有機物等狀態來掌握水環境的實際情況，據此來管理水環境。遙感技術為水環境的監測提供了有效的手段，環保部門利用遙感監測了解水環境中的污染信息，從而及時采取應對及治理措施[3]。如某地環保局，通過遙感技術監測水環境內水體的水色與光譜特性，以監測結果作為依據分析水環境是否有異常變化，同時分析誘發變化的原因。該案例中，受影響的水環境區域周圍建有工廠廠房和2片規模比較大的居民區，水體易受生活、生產污水的污染，所以技術人員根據遙感技術特點在水體中設置了監測點，監測水體排污、富營養化以及熱效應。經過一段時間監測后，發現水體發黑并伴隨著臭味，遙感技術監測到水體反射率極低，這表明水體中有機物含量超標從而導致水體內部缺氧，使水體受到了一定程度的污染。在尋找污染源時，通過分析紅外傳感器收集的水體紅外輻射光譜，最后發現水體污染是生活排污導致的。

3.2 大氣環境。遙感技術監測大氣環境時，以狀態監測為主。遙感技術劃分了大氣監測區來跟蹤大氣的變化，以及時發現并定位污染源。大氣環境內，氣體成分比較多，如：臭氧、甲烷、二氧化碳等，不同的氣體對應著不同的吸收光譜，遙感技術根據光譜波段特點就可以監測出大氣環境的狀態。舉例分析大氣環境中，遙感技術的監測應用：

熱島效應，遙感技術監測熱島效應，是利用熱紅外遙感的方法收集大氣中的遙感數據，并以日、年為單位，記錄大氣熱島效應的指數[4]。遙感技術監測熱島效應，最先是規劃出熱島效應的大致范圍，再通過對遙感數據進行分析，最后確定熱島效應的范圍。植被與熱島效應是有內在關聯的，所以通過合成植被圖像分析監測區域內的植被狀態，就能精確計算出熱島效應的范圍，而利用高空分辨率的方法，預估大氣環境的溫度，再參考地表溫度，就能判斷大氣是否存在熱島效應。

有害氣體，遙感技術能通過地物反射率、邊界模糊等參數，預測大氣環境內是否存在有害氣體。例如：遙感技術通過監測地物可見光的反射率，并參照太陽光譜來分析大氣成分的含量。遙感技術還能通過在特定監測點位監測并記錄氣體含量，與標準限值進行對比來判斷大氣中的氣體狀態。endprint

氣溶膠監測，大氣環境中的氣溶膠以液態或固態的懸浮物為主。工廠廢氣排放、沙塵暴等，都是引起氣溶膠污染的直接原因。遙感技術中，是運用衛星傳感器從拍攝點獲取大氣環境的影像，通過計算影像中的氣溶膠厚度來反饋氣溶膠污染狀態。

3.3 土地環境。土地環境是生態環境監測的重點，遙感技術在監測土地環境分成了3個部分。首先遙感技術專門在土地污染區監測植被的生長變化，把特殊的生長信息反饋到光譜上，通過光譜特點分析土地環境的污染狀態；然后是監測土壤狀態，遙感技術實時監測土壤環境的狀態，同時監控其是否存有異常，例如：某遙感監測案例中選取2015年和2016年的監測數據，分析某地土地退化情況。遙感技術監測該地區5個縣區的土地退化情況，標記為A區、B區、C區、D縣、E縣，2015年監測的土地狀況指標是6.714、15.759、3.301、17.014、9.652，2016年監測的指標依次為6.721、15.743、3.301、17.014、9.662，2016年與2015年相比，各區縣土地狀況指標相差極小，則可以認為土地狀況穩定；最后是監測土地資源的利用狀態，遙感技術利用高分辨率的成像，監測土地開發、耕種、綠化等情況，防止土地資源過度消耗，進而維護土地環境的穩定性。

3.4 固廢污染。生態環境管理中，監測固廢污染是不可忽視的一項工作。城鎮建設加劇了固廢污染程度，如：工業垃圾、生活垃圾等。遙感技術監測生態環境中的固廢污染時，通過收集監測點的圖像數據，分析圖像中的顏色、形態等因子，解譯圖像數據中的信息，能客觀地反饋出固廢的分布狀態，也能表達固廢污染的規模[4]。現階段，遙感技術在固廢污染監測中，主要是通過收集高分辨率的影像直接識別固廢污染，從而得出詳細的固體廢物污染信息，在展開固廢污染的治理工作時就能準確找出違反規定的區域進行重點排查整治違規堆放、非法排污，從而有效地保護生態環境。

4 結束語

現階段我國生態環境污染已經成為一個亟需解決的問題，我們應根據生態環境的現狀全面落實遙感技術的應用，規范好監測的流程，致力于監控生態環境的狀態，積極治理生態環境中的污染問題。遙感技術的應用在生態環境監測中具有很大的發展潛力，如自動化遙感監測、3S技術、一體化監測等，合理地規劃遙感技術在生態環境監測中的發展方向，從環境保護的角度來推進遙感技術的發展，必定能夠為生態環境的監測和管理提供高效的支持。

參考文獻：

[1]馮江.遙感技術在生態環境監測中的應用[J].農業開發與裝備，2016（05）：95.

[2]韋輝，楊斯名.遙感技術在生態環境監測與保護中的應用[J].科技展望，2015，25（04）：134.

[3]劉毅，孫萍.遙感技術在錦州市生態環境監測研究中的應用[J].環境保護與循環經濟，2009，29（10）：54-55.

[4]盧霞，李霞，馬新輝，等.遙感技術在生態工程動態監測與管理中的應用[J].遙感技術與應用，2012，27（04）：629-636.

[5]劉紅，張清海，林紹霞，等.遙感技術在水環境和大氣環境監測中的應用研究進展[J].貴州農業科學，2013，41（01）：187-191.endprint