高光譜遙感技術在水環境監測中的應用分析

孔偉威 孟曉琦 劉青川

摘要：隨著科學技術的不斷發展，環境污染問題越來越嚴重，尤其是水環境污染，如何有效的解決水環境污染問題成為當前急需解決的問題。本文提出使用高光譜遙感技術進行水環境監測工作，希望能改善當前水環境監測現狀。本文通過對高光譜技術的概述進行分析，然后分別分析了高光譜遙感技術在環境監測領域中的運用，并對該技術在水環境監測中的應用研究進行分析，以供參考。

關鍵詞：高光譜；遙感技術；水環境；應用

高光譜遙感技術在環境監測領域有著廣泛的應用，尤其是在水環境監測中的應用，但是由于我國對高光譜遙感技術的研究和應用不夠，在實際應用的過程中還是存在一定的問題，相比西方發達過程還有很大的差距，因此，本文著重分析了高光譜煙感技術在環境監測領域中的運用，并對水環境監測中的應用展開討論，希望能對水環境監測工作的順利開展有所幫助。

一、高光譜遙感技術

高光譜遙感是指通過光譜儀進行成像，將多個連續的光譜進行成像，轉變為人們有興趣的圖像。一般來說，光譜有很多波段，其不同的波段成像也是不一樣的，且其光譜的分辨率也不一樣，這就需要更加先進的高光譜遙感技術來完成此操作。高光譜遙感技術使用獨特的成像方式，可以將不同的光譜轉化為自己需要的光圖形，利用多種透鏡以及其他元器件搭建出光路圖，再經過多次調試和測試，即可完成光圖形的轉化。目前，成像光譜技術已經廣泛的應用于多個行業當中，可以對地質進行勘察，還能對水質以及大氣質量進行分析，另外，高光遙感技術也在農業、城市以及其他地方都有廣泛的應用，但是高光譜影像處理的過程中還是存在一些問題，對影像的分類精度等級達不到要求，因此，我國需要加強對高光譜遙感技術的研究和應用，并提高高光譜影像分類精度的等級，進而提高此應用在我國各大行業中的應用。

二、高光譜遙感技術在環境監測領域的運用

通過遙感技術可以對環境的變化進行實時的監測，而加入高光譜的數據之后更加提高了遙感技術對環境監測的精確度，由此可見，在未來高光譜遙感技術在環境監測領域會有廣闊的應用前景。在目前，高光譜遙感技術在環境監測領域已經有著較為廣泛的應用，主要包括生態環境、大氣、地質以及水環境等領域的應用。

高光譜遙感技術能夠對大氣的污染情況進行分析，并且對熱污染進行分析和監測，通過高光譜遙感技術提供的數據進行分析，可以針對性的提出一些改善大氣污染現狀。此外，將人造衛星與高光譜遙感技術有機的結合，就可以在衛星影像上清楚的看到大氣污染的區域以及污染的狀況，進而可以針對性的進行污染控制，提高了大氣污染控制的效率。在生態領域，高光譜遙感技術可以進行納米級別的分辨率分析，對微生物進行細致的觀察。而在地質領域，高光譜遙感技術也有著重要的作用，主要是可以對地質中的物質含量，包括巖石以及礦物質進行區別，利用不同物質對高光譜的反射率不同進行區分，進而實現對地質環境的狀況勘察，在一定的程度上減少了工作人員的工作負擔。

三、高光譜遙感技術在水環境監測中的應用

3.1水環境遙感監測原理

不同的物質對光譜的反射情況不同，而水環境遙感監測就是利用這一特點進行工作的。影響水環境的主要因素包括微生物、有機物、化學物質以及病原體等等，這些物質都在一定的程度上影響了水環境的質量，所以說在實際監測的過程中利用上述特點可以實現水環境的污染現狀。例如，在水環境中的黃色物質以及藻類等物質會對波長為400-500nm的波長進行吸收，而葉綠素等物質會吸收波長為675nm的波，當設備接收到反射波之后發現少了部分波，就可以確定水環境中含有相應的物質。由此可見，水環境遙感監測就是利用不同物質對光譜的吸收情況不同，進而確定水環境中的物質，從而針對性的采取防御措施，對水環境進行保護。

3.2監測儀器

目前，在水環境高光譜遙感監測的過程中使用最為廣泛的儀器為非成像光譜儀和成像光譜儀，這兩種儀器有著各自的特點和優勢，在實際應用的過程中需要根據實際情況確定哪種儀器，從而保證水環境監測工作的順利進行。非成像光譜儀是通過物質的光譜反射率進行圖形記錄的，利用該儀器可以有效的實現對水環境中污染物質的監測。而成像光譜儀有著更加先進的技術，可以直接將圖像和光譜合成物一個圖，在這個圖上即可觀察到光譜的反射情況，并確定水環境中的污染物質。在實際應用的過程中，成像光譜儀有著諸多方法，主要有將光譜儀裝載到航天飛機中，對水環境進行監測；利用小型飛機作為載體，將光譜儀搭載到小型飛機中，實現對水環境的監測；或者將成像光譜儀放置到地面上，直接對水環境進行監測。無論是哪一種使用方法，都有各自的特點和優勢，在應用的過程總根據實際情況確定相應的使用方法，保證水環境監測工作的順利進行。

3.3實際應用

在實際水環境監測的過程中，可以利用高光譜遙感技術進行光譜特性的收集，在收集的過程中需要注意下面幾點：第一，根據水體反射回來的光譜進行計算和分析，從而確定水環境中的泥沙含量，并確定相應的最佳波段；第二，對水環境的深度進行測量；第三，通過對光譜數據進行分析和研究，確定水體的污染情況，并針對性的采取防御措施；第四，通過反射回來的光譜特性確定水體污染的類型，從而確定治理方式。總的來說，在高光譜遙感技術實際應用的過程中，需要綜合多方面因素進行考慮，并保證所有監測環節的順利進行，這樣才能保證水環境監測的精確度，進而針對性的采取防御措施，為水環境的保護工作提供有利的保障。

四、結語

綜上所述，隨著我國科學技術的快速發展，對我國各大行業都有著很大的影響。在水環境監測中，高光譜遙感技術有著廣泛的應用，但是由于我國對高光譜遙感技術不夠熟悉，其功能和特點沒有充分發揮，在一定的程度上阻礙了我國水環境監測工作的順利開展，基于這一現狀，本文分析了高光譜遙感技術在水環境監測過程中的應用，相信在未來高光譜遙感技術會在更多行業有著廣泛的應用，并且充分保證水環境監測工作的順利進行。

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作者簡介：孔偉威，出生年月：1980.10，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東濟寧市，當前職務：副科，當前職稱：中級，學歷：本科，研究方向：環境監測