水環境監測中遙感技術的應用探討

摘要：在我國經濟快速發展的同時，環境保護工作也得到了全社會的關注。對于水環境保護工作來說，因其與民眾的健康有著直接關系，所以做好水環境監測工作就顯得特別重要。在水環境監測工作中，遙感技術的不斷完善，使之成了水環境監測工作中最常使用的技術形式。基于此，本文將對遙感技術進行全面性的闡述，并對遙感技術在水環境監測中的應用進行深入探討，以供參考。

關鍵詞：水環境監測;遙感技術;應用

Abstract：With the rapid development of Chinas economy， environmental protection has also attracted the attention of the whole society.For water environment protection， it has a direct relationship with peoples health，so it is particularly important to do a good job in water environment monitoring.In the water environment monitoring work， the continuous improvement of remote sensing technology makes it the most commonly used technology form.Based on this， this paper will carry on the comprehensive elaboration to the remote sensing technology， and carries on the thorough discussion to the remote sensing technology in the water environment monitoring application， for the reference.

Key words：Water environment monitoring;Remote sensing technology;Application

近年來，環境監測工作越加受到關注，并且隨著監測技術的不斷發展，越來越多先進的監測技術開始在環境監測工作加以應用。對于環境監測工作來說，水環境監測是其中重要的組成部分，而遙感技術的出現，有助于更有效的監測水環境的污染情況，同時也可增強生態環境監督的效力，由此得出更為準確的評價。所以，在今后水環境監測工作中，遙感技術的應用重要性將會越發顯著。

1 環境監測中遙感技術的基本概述

所謂遙感技術，指的是利用多種遙感技術形式，例如，紅外遙感技術、可見光遙感技術以及反射紅外遙感技術等，實現對距離比較遠的物體進行識別與測量，并將物體的本質準確地分析出來。在環境監測領域，特別是水環境監測工作中，遙感技術的應用十分頻繁。通過使用遙感技術，其可實現對全球范圍內的水環境進行監測，監測速度快速以及可收獲更多的信息量等是其最顯著特點。今后，作為重要的監測技術，遙感技術的應用范圍還會得到進一步擴大。

2 水環境監測中遙感技術的應用原理

通過對比污水與清澈的水體后發現，兩者在反射率、吸光度以及反射率曲線等均存在一定的差異。利用遙感技術對環境進行監測，可根據水體反射率以及水體顏色的不同，有效地判斷出水體的污染程度。在遙感技術中，水質狀態、水體組分信息的不同，將會直接影響水體光譜特征。在遙感技術中，根據反射率存在的差異，相關信息可傳輸至傳感器中，通過傳感器的分析來得出相應的輻射亮度，隨后依據水體組分與監測結果之間的聯系，便可將水體組分信息清晰的表示出來。此外，在水體中，藻類色素以及懸浮物質均會影響光強與光譜特征。

水體中葉綠素a可以表征水質狀況。葉綠素a在光波段400～500nm和676nm處有最大吸收值，水體光譜反射曲線表現出兩個顯著的峰值。光波段范圍在685～715nm之間的反射峰用來判斷水體是否存在葉綠素，光波段范圍在550～570nm之間非反射峰用來計算葉綠素值。懸浮物質會影響光譜反射率。懸浮物質增加，水體的反射率也增加，反射峰位置也會出現變動;懸浮物質中小顆粒直徑的物質多，對應散射系數大，反射率也大。光波段范圍在700～9 000nm之間是遙感技術測量懸浮物的最優波段。

在應用遙感技術時，常規流程是：數據導入—定標輻射值—圖像幾何糾正—圖像劃區—表觀反射率計算—平滑濾波—圖像掩膜建立—應用掩膜—水環境模型庫—水質反演。相較于其他監測技術，遙感技術的優勢主要有：（1）更廣的監測區域。傳統監測方法主要是通過布點的方式來進行水樣的采集，不僅工作強度大，而且水樣的真實性也難以有效保證。但是，隨著遙感技術的應用，其可對更加廣闊的水環境進行不間斷的監測，監測時效性更高。（2）更高的現代化程度。遙感技術主要使用衛星或者飛行工具來實施，可獲取的信息量更大，極大地提升了監測效率。此外，獲得的數據資料可通過計算機進行分析，分析速度比以往有著極大的飛躍，分析準確率也更高。（3）遙感數據更新速度快。遙感技術的應用，水環境監測信息的更新速度更快，為動態監測工作的開展提供了助力。（4）可對復雜水環境實施監測。如果水環境中存在嚴重污染，可能是泥沙污染，也可能是石油污染，通過使用遙感技術，其可對復雜水環境下的信息進行收集，信息收集的區域不僅廣闊，而且也更加精準，方便水環境治理人員及時獲取水環境的污染程度，從而及時制定更有針對性的防治措施。（5）具有極強的穿透能力。遙感技術與其他技術相比，穿透能力更加顯著，不管是固體、水體還是氣體，均可通過遙感技術進行監測與感應，所以也為遙感技術應用領域的擴大提供了先決條件。

3 遙感技術在水環境監測中的具體應用

在水環境監測工作中，遙感技術的應用主要用于懸浮固定物質監測、油污染監測以及水體富營養化監測等，下面將對具體應用方式進行探析。

3.1 懸浮固定物質遙感監測

在水環境中，如果懸浮固體物質占比較多，則會對水環境的濁度以及光學性質等造成影響。所以，在對水環境的污染程度進行分析時，可以懸浮固體物質的含量為基礎進行判斷。對于水體本身來說，其可有效地吸收波長較長的紅外線，所以可使用一定波長的紅外線，對水中存在的懸浮固體物質進行遙感監測分析。在數據分析過程中，監測人員可根據接收回來的信息，對被監測水環境中的懸浮固體物質濃度進行分析，從而獲得準確的懸浮固體物質的濃度信息。另外，根據紅外波段以及分析得到的監測信息，監測人員可將兩者的關系進行分析，并由此得到標準的數學模型。隨后，通過模擬計算，求得最為真實的懸浮固體濃度信息。在對污染物濃度進行分析時，懸浮固體濃度可借助光譜綜合分析法得出，從而最終使監測人員更好地掌握懸浮固體污染物在水環境中的分布特征。

3.2 油污染遙感監測

對于水環境的污染問題而言，油污染的危害較大，會影響水環境生態平衡。在監測水環境中是否存在油污染情況時，通過使用遙感技術來監測污染區域，可以有效地對污染物含量進行測定，并可根據測定結果完成標準計算模型的建立。隨后，監測人員可根據遙感監測分析數據，鎖定污染物的來源，并對污染物源頭采用有針對性的措施進行防治，從而消除或者緩解水環境污染。此外，在監測水環境中的油性污染物時，最常用的遙感技術為紅外遙感技術、紫外遙感技術與可見光遙感技術，每種遙感技術的適用范圍不同。在選擇遙感監測技術時，要根據水環境中污染物的特征選擇有針對性的遙感監測技術，努力使監測結果更加趨于真實情況，為后續治理工作的開展提供數據支撐。

3.3 水體富營養化遙感監測

一般來說，水體富營養化情況的發生，與浮游植物在水環境中繁殖速度有密切關聯。如果大量浮游植物在水環境中存在，則會導致大量的氧氣被浮游植物消耗掉，水中其他動物、植物則會因為氧氣缺乏而處于瀕臨死亡的狀態。在水環境監測工作中，監測人員可通過遙感技術對水環境中浮游植物的繁殖情況進行監測，如果浮游植物過多，則水環境中的葉綠素含量也會加劇，而葉綠素容易與可見光波段形成陡坡效應，這樣遙感技術就可以對水環境中的富營養化程度進行監測，從而獲得準確的水體富營養化相關信息，為后續水環境治理對策的提出提供依據。

4 結語

總之，隨著遙感技術的越加完善，其在水環境監測中的應用也會更加廣泛。在水環境監測工作中，監測人員要靈活的運用各種遙感技術，了解不同遙感技術的適用性，通過科學合理地使用遙感技術，進一步提升遙感技術的應用水平與監測效率，促進我國水環境治理工作健康、有序的發展。

參考文獻

[1]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（01）：195-199.

[2]張青，陳昌倫，吳狄.遙感技術在環境監測領域中方法運用研究[J].綠色科技，2015（3）：235-236.

[3]韓峰，許正彪，孟文琴.淺談遙感技術在水環境檢測中的應用[J].科技研究，2014（027）：429.

[4]曾起亮.地表水質的遙感定量監測分析[J].環境保護與循環經濟，2015，35（7）：58-59.

收稿日期：2020-05-19

作者簡介：孟慶慶（1982-），女，漢族，碩士，高級工程師，研究方向為環境監測。