遙感技術(shù)在湖泊環(huán)境研究中的應(yīng)用

毛玉婷

（江西省山江湖開發(fā)治理委員會辦公室 江西南昌 330046）

湖泊同自然界中的土壤、各種生物及大氣環(huán)境有著緊密的聯(lián)系，可以看作是特殊的自然綜合體，儲存著大量的礦藏，還具有承載地表水的功能。近年來，遙感技術(shù)在湖泊環(huán)境研究中應(yīng)用越來越廣泛，更具經(jīng)濟(jì)、實效和宏觀的特點，掀開了湖泊研究領(lǐng)域的新篇章。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗，通過查閱文獻(xiàn)的方式對遙感技術(shù)在湖泊研究領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況進(jìn)行綜述，從而促進(jìn)湖泊生態(tài)地質(zhì)環(huán)境中遙感技術(shù)的發(fā)展。

1 湖泊水文參數(shù)遙感測試

湖泊生態(tài)環(huán)境的影響因素多樣化，其中水深值是湖泊水文參數(shù)中首要參數(shù)。遙感圖像推算水深值依據(jù)的是灰度值與水中光的衰減程度，其原理具體如下：可見光在進(jìn)入水體后能量不會保持不變，受水體、水中粒狀物等物質(zhì)的吸收作用，再加上水分子、溶解物及懸浮顆粒和湖泊底質(zhì)的散射，造成光的能量的衰減和損失，而可見光的能量的衰減與水深值成正比[1]。

2 湖泊水質(zhì)遙感監(jiān)測

水質(zhì)的影響因素眾多，主要可歸結(jié)為：湖水中的溶解性有機物,藻類種類，藻類的濃度以及分布，懸浮顆粒物,葉綠素-a濃度?；谒w的散射度進(jìn)行考察，由于湖泊中的泥沙和葉綠素會在可見光層面改變散射度，從而水體遙感圖像的色調(diào)也發(fā)生變化。此外，水體遙感圖像色調(diào)變化也能夠表現(xiàn)水體不同類型和程度的受污染等變異。

3 湖冰遙感監(jiān)測

湖泊的性狀會因其所處地域、區(qū)域的環(huán)境以及氣候的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，而湖冰是湖泊性狀變化的其中一個重要反應(yīng)。湖冰的研究指標(biāo)主要是湖冰的形成、持續(xù)時間、規(guī)模大小以及解凍特征等[2]。在湖冰層面，我國的遙感監(jiān)測未有達(dá)到大面積、大規(guī)模，而是集中于具有典型特征的高緯度高海拔地區(qū)湖泊。

4 湖泊變遷遙感調(diào)查

湖泊區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化主要依據(jù)水體面積的擴張或萎縮。湖泊水體信息可以運用常規(guī)圖像進(jìn)行提取，因遙感圖像可以明確清晰顯示湖泊水體邊界。而湖泊變遷遙感調(diào)查指的是，利用湖泊水體不同階段的信息與相應(yīng)的不同時期的遙感數(shù)據(jù)計算和比較，分析湖泊水體面積是否擴張或萎縮。湖泊變遷遙感調(diào)查由于存在時段的差距，可以具體歸納分為以下幾類：季際湖泊變遷遙感調(diào)查、年際湖泊變遷遙感調(diào)查和多年際湖泊變遷遙感調(diào)查。湖泊因類型的多樣性，變遷遙感調(diào)查在進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)源的選擇時以在軌衛(wèi)星運行周期為依據(jù)[3]。

5 湖泊地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查

遙感圖像在分析、鑒定湖相地層上具有重要意義，它可以用不同的解譯標(biāo)志，標(biāo)示隸屬于不同時代的湖相地層。通過遙感調(diào)查對湖相地層的研究、分析與解譯可以更好地服務(wù)于湖泊研究與應(yīng)用，諸如監(jiān)測和預(yù)防湖岸的演變、湖泊未來狀態(tài)、湖盆淤積等。

6 湖泊遙感調(diào)查

我國平原湖泊目前已經(jīng)得到了比較充分的開發(fā)與利用，主要被用于灘地和建成圍湖魚塘。對于鑒定湖泊資源的可應(yīng)用類型，采用對研究區(qū)湖泊進(jìn)行實地調(diào)查驗證，同時通過遙感圖像對研究區(qū)湖泊進(jìn)行目標(biāo)分析解譯，最后結(jié)合上述步驟再次運用遙感圖像對研究區(qū)湖泊進(jìn)行目標(biāo)類型修正，從而最終得出結(jié)論。

7 湖區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查

湖區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查的重要意義是研究、監(jiān)測湖區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況，從而采取措施預(yù)防并治理湖區(qū)環(huán)境的惡化[4]。湖泊萎縮導(dǎo)致的惡化現(xiàn)象具體有：土地沙質(zhì)荒漠化、流域土壤侵蝕及水資源匱乏和草原退化。遙感技術(shù)則方便識別大多數(shù)的湖區(qū)生態(tài)環(huán)境變化，具體操作是在遙感解譯標(biāo)志得到建立與應(yīng)用后，結(jié)合多時相Landsat遙感數(shù)據(jù)最終得到完善、明確的湖區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查。

綜上所述，湖泊作為顯示氣候及湖區(qū)環(huán)境變化的重要指標(biāo)，其中內(nèi)陸湖泊最為明顯，能夠靈敏的反映出環(huán)境和氣候的變化狀況，由此可見研究遙感技術(shù)在湖泊環(huán)境中的應(yīng)用狀況具有非常重要的顯示意義。當(dāng)前主要應(yīng)用微波遙感數(shù)據(jù)源為SAR、SLAR和NOAA/AVHRR、Landsat及SPOT等多光譜遙感數(shù)據(jù)。不同遙感數(shù)據(jù)源相應(yīng)的遙感信息提取技術(shù)應(yīng)用范圍有限，且在分譜分辨率及空間分辨率方面也存在較大的差異，在實際應(yīng)用過程中一定要根據(jù)實際情況，選取合適的遙感信息提取技術(shù)及遙感數(shù)據(jù)源，才能達(dá)到提高湖泊環(huán)境研究的效果。

[1]劉堂友,匡定波,尹球,等.湖泊藻類葉綠素-a和懸浮物濃度的高光譜定量遙感模型研究[J].紅外與毫米波學(xué)報,2004,23(1):11-15.

[2]于瑞宏,劉廷璽,李暢游,等.干旱區(qū)草型湖泊懸浮固體濃度及水深的遙感與分析[J].水利學(xué)報,2005,36(7):853-862.

[3]唐伶俐,李傳榮,戴昌達(dá).雷達(dá)衛(wèi)星在1998年抗洪減災(zāi)中的作用[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,1998,13(4):2-4.

[4]陳賢章,王光宇,李文君,等.青藏高原湖冰及其遙感監(jiān)測[J].冰川凍土,1995,17(3):241-246.