遙感技術在環境監測領域中的應用

陳靜

摘? 要：近年來，我國工業產業快速發展，自然資源和生態資源逐漸枯竭，環境問題已經成為影響我國經濟可持續發展的主要因素之一，因此社會各界對環境污染的關注度也越來越大。傳統的地面環境監測技術已經跟不上環保要求的發展，遙感技術在此背景下營運而生，遙感技術能夠快速、準確的監測到周圍資源環境的變化情況，從更廣泛的角度掌握土壤、水體和大氣的環境狀況，并根據監測情況提出可行的決策依據。該文以遙感技術的概念和原理為切入點，介紹了遙感技術在環境監測的具體領域并分析了其相對于傳統監測方式的優勢，最后總結了遙感技術在環境監測領域的發展趨勢。

關鍵詞：遙感技術;環境監測;植被監測領域

中圖分類號： TP79? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 遙感技術簡介

遙感技術是20世紀50、60年代興起的一種探測技術，它利用了電磁波理論，對目標物體進行探測和識別。眾所周知，地球上一切物體都具有自己的能量，這種能量就是我們常說的電磁波，換句話說地球上的一切物體都具有自身獨一無二的電磁波，遙感技術就是將這些電磁波進行收集、處理并成像，完成對物體的探測和識別的[1]。遙感技術可以說是當前最先進的邊緣科學，它不僅使人類在探測效率上獲得了大幅度的提升，還極大程度地拓展了人類探測的范圍，如果人類能夠將遙感技術與環境保護進行充分的融合，必然能夠更好地解決環境污染問題。因此可以預見，遙感監測技術將成為環境監測領域一項不可或缺的新興技術。

2 遙感技術在環境監測中的優勢

2.1 監測范圍廣

遙感技術監測是將遙感器裝在高處，通過俯視的方式對物體展開的觀察，這種監測方式能夠大幅度提升遙感器可監測的范圍，有效地避免了傳統地面監測過程中監測視野受阻的問題，使監測效果變得立體化和多維化，運用遙感監測技術能夠從宏觀的角度對監測物體進行全方位的整體研究，同時遙感技術能夠根據環境變化情況為監測人員提供動態實時變化數據。

2.2 監測適應性高

在環境監測工作中，很多地域的自然條件都十分惡劣，甚至一些地域是人類無法涉足的領域，例如沙漠、原始森林以及沼澤冰川地帶等。在這些地域，人類進行環境監測將面臨極大的危險和難度，而遙感技術則能夠很好地解決這一難題，運用遙感技術人們能夠獲得傳統地面監測無法監測到的地域信息，由此可以看出，遙感監測技術具有較高的監測適應性。

2.3 監測信息獲取效率高

在使用遙感技術進行環境監測過程中，采用的都是最先進的現代化飛行工具，這些飛行器能夠在最短時間內得到被監測物體的相關圖形信息和數據資料，監測工作效率得到了大幅度的提升，同時環境監測水平和監測準確度也不斷增強，因此近年來，遙感監測技術在環境監測工作中受到人們越來越多的青睞。

2.4 成像效果好

遙感監測技術具有較高的成像效果，例如對一個地區環境進行監測時，遙感器能夠隨時獲得最新的、最精準的環境變化圖像和數據，尤其是在監測火山、礦山以及地震等事件造成的環境變化時，遙感監測技術具有明顯的成像優勢。

3 遙感技術的具體監測領域

環境監測工作包括多方面監測項目，例如大氣監測、植被監測、水源監測、地質災害監測以及城市土地利用監測等。面對如此復雜多樣的監測項目，傳統的地面監測方式已無法滿足環境保護要求，因此將遙感技術應用于環境監測工作中，能夠在一定程度上提升環境監測的監測效率和監測準確度，進而更好地完成環境防治工作。

3.1 大氣監測領域

大氣監測指的是對空氣中由于人為原因或者其他自然原因產生的不良氣體進行監測的過程，例如對空氣中氟化物以及酸性氣體的監測。具體操作過程中，監測人員可以利用光譜技術監測出待檢氣體中一氧化碳以及二氧化硫等有害氣體的含量，可以利用熒光遙感器監測出空氣中這些有毒氣體的濃度。另外，采用遙感監測技術后，還能夠對大氣中微量氣體組成、含量，水蒸氣含量進行監測。

首先遙感監測技術可用于對大氣中臭氧的監測。地球上空30 km左右位置是臭氧層所在區域，臭氧層對紫外線電磁波有很強的吸收能力，監測人員可以通過遙感監測儀對紫外波段進行監測，從而推斷出地球上方臭氧層的變化。另外，臭氧層在吸收大量紫外線后自身溫度會升高，監測人員還可以使用紅外波段對臭氧層溫度變化進行監測，利用臭氧層溫度的變化推算出臭氧層濃度的改變。其次，遙感技術可以對沙塵暴進行監測，沙塵暴是一種危害極大的天氣情況，現階段通常運用GMS數據對沙塵暴的具體位置進行監測，同時能夠準確地反應出沙塵暴的準確運動軌跡。

3.2 植被監測領域

植被作為地表環境的一個組成部分，在我國范圍內有極廣泛的覆蓋度，不同的植物對地理環境、土壤質量以及其后環境有不同的要求，因此植被生長情況與地理環境、土壤和空氣環境有直接的聯系，這就要求相關人員能夠對植被生長環境進行實時監測，一旦植被的生長環境出現變化，就要及時的做出相應反應。具體操作時，監測人員可以利用遙感監測技術對植被生長情況進行監測，收集整理植被生長數據，從植被生長變化上推斷出其周圍地質、土壤資源、水資源等環境的改變。另外，監測人員可以根據植被的變化反推出環境污染情況，一般來說，如果植被生產環境受到污染，其枝葉中的葉綠素含量就會大幅度下降，導致植物紅外線反射能力也大幅度下降，監測人員通過觀察植物在紅外相片中的顏色就能判斷出當地空氣、地質污染情況[2]。

3.3 水環境監測領域

遙感技術在水環境監測領域主要包括海洋水體遙感監測和內陸水體遙感監測，其中海洋水體遙感監測技術相對簡單而內陸水體遙感監測技術則相對復雜多樣。這是由于內陸水體比海洋水體要更復雜，且水體污染類型多樣，因此要求內陸水體遙感監測儀要有更高的空間分辨率和光譜分辨率。對水體進行監測的主要原理是水體中如果含有不同種類的污染物，水體在顏色、密度和溫度上就會產生不同的變化，監測人員根據遙感器傳輸出來圖像的特征就能分析出水體中所含污染源的種類、含量、范圍和濃度，見表1[3]。

遙感技術應用初期，人們利用遙感技術對水體進行監測的指標相對較少，近年來隨著科學技術的不斷發展，遙感傳感器技術不斷提升，利用遙感技術可監測的水體參數也不斷增多，主要包括水體中懸浮物的含量，水體的透明度水體中可溶性有機物含量、葉綠素含量以及其他水體狀態指標等。

另外，遙感監測技術在對城市廢水污染檢測方面也有重要的貢獻，眾所周知，城市工業生產會產生大量的工業廢水，人們日常生活也會產生大量的生活污水，這些工業廢水和生活污水中通常帶有大量的有機物，這些有機物在分解時會消耗水體中大量的氧氣，久而久之，水體就會變得烏黑且帶有臭味。在利用遙感監測技術進行監測時，監測人員可以根據水體中不同污染類別和不同污染數量進行差異性分析，將監測數據以曲線的形式表達出來，從而根據曲線軌跡判斷污染的類型和強度，見表2[4]。

利用遙感技術還可以實現對水體熱污染的監測。在發電行業等特殊行業會使用大量的冷卻水，如果電廠排放的廢棄水溫度超過允許排放范圍，它們流入附近河流時，就會導致附近河流整體水溫上升，導致河流發生理化改變，這種污染就是水體的熱污染。因此在排放廢棄水體之前應該利用紅外掃描記錄儀對水體熱輻射程度進行檢測。在檢測過程中，由于熱水的能量更高，因此相對于冷水來說熱水會散發出更多的能量，在紅外掃描圖像上呈現出較淺的色調;冷水的能量較低，冷水僅能散發出較少的能量，因此在紅外掃描圖像上呈現出較深的色調。監測人員根據遙感監測技術、光學技術和計算機技術就能夠獲得水體的熱量圖像并對其進行密度分割，制作出水體的等溫線。

3.4 城市環境監測領域

首先，遙感技術在城市固體廢棄物監測方面有一定的作用，不同的固體廢棄物具有不同的電磁波，這些電磁波反應到遙感圖像上就會有不同的顏色和形狀，監測人員根據這些特性就能將固體廢棄物與其他物質進行區分，同時可以根據廢棄物的類型進行分類。通過遙感技術能夠實現對城市垃圾堆放狀況以及堆放地點的監測。其次，遙感技術在城市熱島效益監測中發揮著重要的作用，所謂城市熱島效應是指城市地區的平均溫度要高于農村地區的平均溫度，監測人員利用GIS空間分析技術，能夠對城市內部熱力分布進行分析。再次，遙感技術在城市土地利用率監測方面具有重要的作用，要想獲得城市土地利用變化信息，就必須對城市土地覆蓋變化進行監測，傳統的地面監測存在大量的干擾因素，導致監測數據失真，而利用遙感監測技術，則實現了對城市土地利用變化的實時監控，同時對土地應用變化情況進行了準確的預測。

4 遙感技術在環境監測領域的發展趨勢

遙感技術在環境監測領域的應用與發展是一個十分復雜的研究工作，需要不同學科和不同部門人員的共同努力和配合。目前我國環境污染遙感監測系統應用仍處于初級階段，遙感監測的靈敏度和準確度還有待提升，因此在未來發展中相關技術人員必須研究創新出完整的監測技術方法和操作規范，才能從根本上提升我國遙感技術監測能力。

參考文獻

[1]崔保春，徐言勛.基于模式識別技術的高光譜遙感圖像檢測[J].現代電子技術，2019（17）：58-62.

[2]張洪林.遙感技術在地質災害監測中的應用研究[J].農村經濟與科技，2020（2）：9-10.

[3]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.

[4]田海芬.遙感技術在生態環境監測與保護中的應用[J].門窗，2019（24）：286.