遙感技術(shù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護分析

李民峰，陳思羽

（湖南省常德生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖南常德 415000）

遙感技術(shù)的應(yīng)用成本較少，靈活性較高，安全程度較高，存在較強實用性。當(dāng)前，這種技術(shù)在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測和環(huán)境保護中逐漸被推廣使用，能夠了解大氣環(huán)境、水土等多個方面實際情況，進而針對存在的問題及時解決，有效保護生態(tài)環(huán)境。

1 國內(nèi)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及保護現(xiàn)況與發(fā)展態(tài)勢

1.1 現(xiàn)況

近幾年，科學(xué)技術(shù)逐漸進步及發(fā)展，為生態(tài)環(huán)境的區(qū)域監(jiān)測和保護工作提供一定技術(shù)支撐。當(dāng)今，中國逐漸構(gòu)建地球動態(tài)化監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)體系，在內(nèi)蒙區(qū)域、新疆地區(qū)等建設(shè)生態(tài)站，為生態(tài)環(huán)境區(qū)域監(jiān)測以及保護項目工作的開展提供支持條件。

1.2 發(fā)展態(tài)勢

現(xiàn)今，國內(nèi)一些城鎮(zhèn)逐漸運用遙感動態(tài)監(jiān)控技術(shù)完成生態(tài)環(huán)境方面項目監(jiān)測以及保護工作。雖然國內(nèi)生態(tài)環(huán)境項目監(jiān)測以及保護工作獲得一定程度發(fā)展，然而，還存在一定不足，比如部分技術(shù)缺乏先進性、管理規(guī)定缺乏完善、高科技專業(yè)人才欠缺等[1]。發(fā)展態(tài)勢是將地表監(jiān)測方式與包含遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的“3S”方法實行密切聯(lián)合，針對環(huán)境質(zhì)量實行評定的基礎(chǔ)上，逐漸做好生態(tài)風(fēng)險評測工作、生態(tài)環(huán)境提前預(yù)警及保護工作等。

2 遙感技術(shù)的作用原理和常見運用范圍

2.1 作用原理

遙感技術(shù)是依據(jù)在遙感平臺上裝好傳感器，對受到監(jiān)測的物體實行電磁波發(fā)射，發(fā)射量及時間存在限定性，電磁波譜存在差異性，且對反射回到傳感器的一些電磁波譜實施收回及記載，通過地表處置得到初始圖像表現(xiàn)，進而開展對應(yīng)項目分析工作。采取傳感器負責(zé)對地表物體實施電磁波測定，所使用的電磁波譜類型傳感器包含多種[2]。采取傳感器可對不同物體在紅外線、可見光、微波等范圍中的電磁輻射情況實行檢測及收回，且開展專業(yè)處置，得到處理結(jié)果，可依據(jù)得到的圖像開展研究。

2.2 常見運用范圍

2.2.1 監(jiān)測氣象

運用衛(wèi)星遙感方法可對氣象實行監(jiān)測，進而獲得氣象條件預(yù)測。隨高新技術(shù)逐漸升級，在氣象提前預(yù)估方面工作更為精準，存在較高可靠程度。現(xiàn)今，國內(nèi)使用在氣象監(jiān)測觀察及預(yù)測的衛(wèi)星主要涉及自主研究開發(fā)出“風(fēng)云”一號到四號氣象衛(wèi)星。

2.2.2 監(jiān)測農(nóng)業(yè)作物

采取遙感動態(tài)化監(jiān)測技術(shù)也可對農(nóng)業(yè)作物實行檢測，采取衛(wèi)星傳感器設(shè)施返回的傳感信息，通過地表工作站實施處置，可預(yù)估農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)量。而且，采用此類技術(shù)也可對玉米、小麥等農(nóng)業(yè)作物病害及蟲害狀況實行監(jiān)測，有助于預(yù)防及治理農(nóng)業(yè)作物存在的病害和蟲害，降低產(chǎn)量受損情況。

2.2.3 監(jiān)測資源

運用衛(wèi)星遙感方式能夠?qū)Y源實行監(jiān)測，可完成水資源、土地資源等自然資源項目檢測工作。而且，利用這種技術(shù)能夠協(xié)助國內(nèi)石油資源的勘測及開采、礦產(chǎn)資源的探查和開發(fā)等。

2.2.4 預(yù)估地質(zhì)災(zāi)害

依據(jù)遙感監(jiān)測技術(shù)也能夠提前預(yù)估地質(zhì)災(zāi)害，進而降低地質(zhì)災(zāi)害所帶來的損害。例如，通過衛(wèi)星遙感方式預(yù)估暴雨有可能導(dǎo)致的泥石流災(zāi)害等現(xiàn)象，進而提前做好防控工作，減少人財受損現(xiàn)象。不過，此技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測過程中還存在一定不足，缺乏精準性。

3 生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測和保護過程中的遙感技術(shù)應(yīng)用情況

3.1 用于水資源污染監(jiān)測及協(xié)助治理

現(xiàn)今，水資源短缺問題比較嚴重，且出現(xiàn)水體資源受到污染現(xiàn)象。考慮到國內(nèi)河流和湖泊等水資源比較多，若采取人工勘測方式存在一定復(fù)雜性，增加人力及物力消耗，檢測工作難度比較大。而依據(jù)衛(wèi)星遙感方式可采取多個光譜針對水體資源實施全面勘測，進而評估水體質(zhì)量[3]。選擇使用遙感監(jiān)測技術(shù)可對水體資源中的懸浮物種類及含量、色度情況、溫度值、可溶有機物類型和含量等實施檢測，進而有助于為水資源受到污染情況實施及時檢出及項目治理提供支持。

通過采取遙感監(jiān)測技術(shù)可明確水體質(zhì)量狀況，依據(jù)遙感設(shè)施可規(guī)避受到水體深度值、溫度值、微生物、水生植物、水生動物等帶來的干擾，確保監(jiān)測數(shù)值更加可靠且準確，了解水體被污染真實情況，進而為水污染針對性治理提供參考。比如，某地區(qū)河流存在顏色加重，具有明顯渾濁現(xiàn)象，采取遙感監(jiān)測方法檢出水體內(nèi)水生植物及水生動物大量死亡，河流內(nèi)部溶解氧量明顯降低，水源內(nèi)的有機物指標超出規(guī)定標準，經(jīng)過選擇增加水體中的遙感監(jiān)測范圍，采取紅外線光譜方法等，最后明確是由于沒有處置的生活污水流入河流所致污染。通過對受到污染的河流水體開展凈化處置，再次采取遙感監(jiān)測方式對水體改變情況實施檢測，發(fā)現(xiàn)水源凈化程度達標。

3.2 用于大氣環(huán)境污染監(jiān)測與保護

針對大氣環(huán)境污染實施監(jiān)測時，采取無人機遙感動態(tài)監(jiān)測方式可實時檢測大氣溫度值及濕度值，運用這種技術(shù)還可監(jiān)測大氣中的粒子含量、二氧化氮濃度、臭氧含量等，了解氧化氮情況等[4]。比如，在某化學(xué)工業(yè)區(qū)域，可采取無人機方式結(jié)合遙感方法，檢測大氣環(huán)境中的一氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等一些污染氣體指標，進而協(xié)助開展污染氣體排放控制。而且，依據(jù)無人機遙感監(jiān)測形式對于大氣環(huán)境開展檢測過程中，在無人機上安裝采樣器針對樣品實施收集，然后收回樣品開展實驗室指標測定，從而了解大氣污染程度。這種無人機遙感形式的檢測視野相對較廣，持續(xù)性較好。

依據(jù)遙感衛(wèi)星檢測方式可對大氣環(huán)境情況實行成像處理，經(jīng)過形成不同顏色圖像顯示出大氣環(huán)境中污染源的排布狀況，并掌握污染嚴重程度，了解污染物實際擴散范圍大小等。運用遙感方法對大氣環(huán)境污染實施檢測時，能夠展示出宏觀立體圖像表現(xiàn)，為得到定量測定參數(shù)，需聯(lián)合地表傳統(tǒng)環(huán)境檢測信息資料，依據(jù)數(shù)據(jù)指標協(xié)助構(gòu)建遙感圖片影像，進而量化評估大氣污染實際狀況。經(jīng)過對大氣環(huán)境污染情況實施處置，傳送到氣象等有關(guān)部門，進而為大氣環(huán)境保護工作的開展提供支持，積極預(yù)防、控制及治理大氣污染現(xiàn)象。

3.3 用于固體廢棄物監(jiān)測和處置

實施建筑項目等工程施工后，常存在一定固體廢棄物，還存在一些人們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ餍纬傻墓虘B(tài)垃圾，針對這些廢氣物體需做好監(jiān)測及處置工作[5]。運用遙感方式對于圖像形狀、色澤、陰影等實施加工處置，可直觀展示固體廢棄物具體排布情況，了解廢氣物體數(shù)目和種類等。通過遙感動態(tài)檢測技術(shù)可得到分辨率比較高的圖像，進而掌握固體形式廢棄物的數(shù)目和范圍等，協(xié)助開展此類物體有效處置工作。

3.4 用于水土保持

運用無人機遙感動態(tài)檢測方式在保持水土工作中運用，在無人機上面安裝多光譜成像儀等設(shè)施，進而得到多個光譜圖像，完成水土流失情況實時檢測，進而協(xié)助完成水土保持項目工作。

3.4.1 監(jiān)測土壤受到侵蝕情況

采取遙感監(jiān)測方式可了解土壤受到侵蝕狀況，依據(jù)衛(wèi)星影像得到數(shù)據(jù)信息，將1∶100 000地形圖像及1∶250 000數(shù)字化地圖用作底圖，實行樣區(qū)分析時采取1∶10 000及1∶50 000地形像用作底圖，結(jié)合使用地貌圖像、地質(zhì)圖像、土壤圖像、植被圖像、土地運用圖像、水文氣象信息等，采取專業(yè)遙感監(jiān)測圖像處置方式、人機交互方法、地理信息系統(tǒng)空間研究技術(shù)等，并依據(jù)路線勘測結(jié)果、樣方分析結(jié)果等得到土壤受到侵蝕數(shù)據(jù)信息資料，主要涉及侵蝕級別、侵蝕種類、地表構(gòu)成、植被覆蓋率、水土保持區(qū)域等。

3.4.2 監(jiān)測水土流失狀況

運用遙感測定形式可了解水土流失狀況，依據(jù)遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測方式，可整合各個時間段遙感圖像信息，得到土地運用改變情況，且聯(lián)合實地勘測結(jié)果等，核實監(jiān)測數(shù)據(jù)改變狀況，針對重點區(qū)域?qū)嵤┰敿殘D斑比較，針對常規(guī)區(qū)域開展統(tǒng)計對比檢測，得到準確的水土流失數(shù)據(jù)信息。而且，可獲取水土流失報表，能夠針對水土發(fā)生流失改變趨勢實施預(yù)估，做好提前水土保護項目工作，明顯降低水土出現(xiàn)流失現(xiàn)象。

3.4.3 用于生態(tài)監(jiān)測

實施生態(tài)監(jiān)測時，依據(jù)遙感監(jiān)測技術(shù)和無人機感測定方式，采取地表管控控制體系等，對于信息資料實施匯總處置分析，對于生態(tài)參數(shù)信息開展詳細研究，可了解森林、土壤、地質(zhì)等實際情況[6]。

例如，環(huán)保部就曾運用遙感監(jiān)測技術(shù)對國家級自然保護區(qū)、京津冀地區(qū)大氣環(huán)境進行過遙感監(jiān)測，為區(qū)域環(huán)境日常監(jiān)管和環(huán)保督察提供了技術(shù)支持。遙感監(jiān)測技術(shù)尤其對區(qū)域性及隱蔽性的環(huán)境問題更有獨特優(yōu)勢，能為環(huán)境管理提供有力支撐。

而且，也可采取人工目視方式結(jié)合無人機類型遙感形式開展農(nóng)業(yè)作物病害和蟲害監(jiān)測，能夠了解發(fā)生病害及蟲害的部位，掌握病害和蟲害的范圍，提升生態(tài)監(jiān)測準確性，進而及時開展農(nóng)業(yè)作物病蟲害治理。

3.4.4 用于環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測和及時處理突發(fā)事件

依據(jù)遙感監(jiān)測方式也可針對環(huán)境應(yīng)急實施檢測，協(xié)助做好應(yīng)急工作。特別是出現(xiàn)突發(fā)事件之后及環(huán)境污染比較嚴重時，由于現(xiàn)場存在較高危險性，采取遙感監(jiān)測方法能夠保證人們安全。采取遙感監(jiān)測技術(shù)可提升檢測準確性，及時明確突發(fā)事件發(fā)生現(xiàn)場位置，進而促使應(yīng)急困難性下降，且提升應(yīng)急工作效率，改善現(xiàn)場應(yīng)急效果。

4 結(jié)束語

近年來，國內(nèi)生態(tài)環(huán)境在監(jiān)測及保護工作方面取得一定進展，逐漸使用遙感監(jiān)測技術(shù)等新型方式，推動整體環(huán)保工作發(fā)展。當(dāng)前，遙感測定技術(shù)的常見運用范圍主要涉及監(jiān)測氣象、農(nóng)業(yè)作物、資源及預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害等。在對生態(tài)環(huán)境開展監(jiān)測和保護過程中常運用到遙感檢測技術(shù)，可對水資源污染實行監(jiān)測及協(xié)助治理，對大氣環(huán)境污染實施監(jiān)測與保護，對固體廢棄物開展監(jiān)測與及時處置，協(xié)助水土保持工作，實行生態(tài)監(jiān)測、環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測與及時處理突發(fā)事件，從而能夠及時精準明確環(huán)境問題，協(xié)助實施環(huán)保項目工作。