遙感技術(shù)在環(huán)境中的應(yīng)用

■劉睿 董名博 金昱洋

（61206部隊(duì)遼寧大連116023）

遙感技術(shù)在環(huán)境中的應(yīng)用

■劉睿 董名博 金昱洋

（61206部隊(duì)遼寧大連116023）

利用遙感技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，遙感技術(shù)具有其他技術(shù)手段無法媲美的優(yōu)勢(shì)，本文通過三個(gè)方面來闡述遙感技術(shù)在環(huán)境中的應(yīng)用：生態(tài)環(huán)境、城市環(huán)境和環(huán)境災(zāi)害。并在三個(gè)方面詳細(xì)闡述了具體的應(yīng)用方向。

遙感技術(shù) 生態(tài)環(huán)境 城市環(huán)境 環(huán)境災(zāi)害

利用遙感技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，遙感技術(shù)具有其他技術(shù)手段無法媲美的優(yōu)勢(shì)，可以獲取生態(tài)環(huán)境變化的基本地面面資料，能夠提供諸如沙漠化進(jìn)程、土地鹽漬化和水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化（如酸雨對(duì)植被的污染）、工業(yè)廢水和生活污水對(duì)水體的污染、石油對(duì)海洋的污染等基本狀況和發(fā)展程度的數(shù)據(jù)和資料。

1　生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用

（1）土地覆蓋監(jiān)測(cè)。土地覆蓋是人地相互作用過程的最終體現(xiàn)，也是地球表層系統(tǒng)最明顯的景觀標(biāo)志，土地覆蓋變化又會(huì)引發(fā)一系列環(huán)境的改變。遙感技術(shù)因其能提供動(dòng)態(tài)、豐富和廉價(jià)的數(shù)據(jù)源已成為獲取土地覆蓋信息最為行之有效的手段。（2）森林覆蓋監(jiān)測(cè)。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的基礎(chǔ)資源。傳統(tǒng)五年一次的一類調(diào)查和十年一次的二類調(diào)查存在更新周期長(zhǎng)、歷經(jīng)時(shí)間長(zhǎng)、樣地易被特殊對(duì)待、數(shù)據(jù)可比性差等缺陷，難以科學(xué)、準(zhǔn)確評(píng)估森林資源和生態(tài)狀況變化。遙感具有宏觀性、客觀性、周期性、便捷性等特點(diǎn)，已經(jīng)在森林資源清查（一類調(diào)查）和規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查（二類調(diào)查）中大顯身手。（3）草地覆蓋監(jiān)測(cè)。草地是僅次于森林資源的陸地植物資源。遙感技術(shù)在草地資源調(diào)查、分類和制圖中得到應(yīng)用，大大地提高了草地資源調(diào)查與制圖的精度，促使草地分類由定性逐漸走向定量化，可以完成草地退化監(jiān)測(cè)與評(píng)估，節(jié)省了人力、物力和財(cái)力。（4）濕地資源監(jiān)測(cè)。濕地是地球上水陸相互作用形成的獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，是自然界最富生態(tài)多樣性的景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)濕地種類及其數(shù)量，為濕地的保護(hù)提供第一手材料顯得尤為重要。遙感技術(shù)具有觀測(cè)范圍廣，信息量大，獲取信息快，更新周期短，節(jié)省人力物力和人為干擾因素少等諸多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為濕地研究的有力手段?？梢蕴崛竦剡吔?、進(jìn)行濕地分類、濕地動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)等。（5）生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布了《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，其中規(guī)定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)計(jì)算公式，公式中包括：林地面積、草地面積、濕地面積、耕地面積、建筑用地面積、未利用土地面積、湖泊面積、河流長(zhǎng)度等參數(shù)。這些參數(shù)都有賴于遙感手段獲取。黃河河口三角洲濕地遙感通過對(duì)多年的監(jiān)測(cè)，可以得到濕地面積變化及空間格局的變化。

2　城市環(huán)境中的應(yīng)用

城市的飛速發(fā)展帶來了一系列環(huán)境問題。遙感以其快速、準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)地獲取資源環(huán)境狀況及其變化數(shù)據(jù)的優(yōu)越性，成為城市環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要手段。

（1）城市擴(kuò)張監(jiān)測(cè)。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程日益加快，城鎮(zhèn)用地規(guī)模迅速擴(kuò)張。它不僅占用了大量的土地資源，而且也對(duì)城市周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。大量的研究表明，利用衛(wèi)星遙感影像可以獲取城鎮(zhèn)用地信息，從而揭示城市擴(kuò)張的動(dòng)態(tài)變化是監(jiān)測(cè)城市擴(kuò)張的有效方法，與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析方法相比更具實(shí)時(shí)性和可靠性。（2）城市熱島監(jiān)測(cè)?？焖俪鞘谢M(jìn)程改變了地表下墊面的理化性質(zhì)。原本是土壤、草地和水體等比熱大的自然表面被水泥、瀝青等比熱小的表面代替，這不僅改變了反射和吸收面的性質(zhì)，還改變了近地面層的熱交換和地面的粗糙度，使大氣的物理狀況受到影響。熱島效應(yīng)容易產(chǎn)生酸雨，破壞城市及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)實(shí)地觀測(cè)法的點(diǎn)位密度低，數(shù)據(jù)同步性和空間代表性差，要想細(xì)致地研究城市熱島的平面分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征尚有一定困難。遙感監(jiān)測(cè)時(shí)相多、范圍廣、能長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)，不受氣候影響，可以進(jìn)行大面積地表溫度測(cè)定，且通過遙感手段獲取的觀測(cè)資料時(shí)間同步性好。隨著當(dāng)前高分辨率衛(wèi)星熱紅外遙感技術(shù)的發(fā)展完善，它在城市熱島研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。（3）城市綠地調(diào)查。城市綠地是城市中唯一有生命的基礎(chǔ)設(shè)施,在改善城市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境起著積極的作用,也是城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。城市綠地含量逐漸成為衡量城市生活質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著高分辨率遙感圖像在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，給城市綠地信息提取提供了更為有效而便捷的手段。（4）固體廢棄物監(jiān)測(cè)。地面垃圾亂堆放造成的環(huán)境污染在我國(guó)各大城市乃至鄉(xiāng)村隨處可見，“垃圾圍城”的現(xiàn)象已十分普遍。利用遙感技術(shù)對(duì)固體廢棄物進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，即根據(jù)有關(guān)的遙感圖像解譯標(biāo)志，定期利用高光譜和高分辨率遙感圖像進(jìn)行固體廢棄物堆積的監(jiān)測(cè)。固體廢棄物遙感監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有：工業(yè)、生活垃圾的堆放狀況，堆放點(diǎn)的分布，堆放點(diǎn)的面積、數(shù)量等。（5）城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般采用綜合指數(shù)法,即計(jì)算環(huán)境質(zhì)量值（或環(huán)境質(zhì)量指數(shù)）。通過遙感手段可以獲取計(jì)算公式中的一些參數(shù)，如城市地形地貌、地質(zhì)、土壤、植被等。

圖1　利用10個(gè)時(shí)相的TM/SPOT遙感影像，獲取東莞市1988年到2006年間的城市擴(kuò)張、土地利用變化等信息，評(píng)價(jià)城市生態(tài)環(huán)境變化過程

3　環(huán)境災(zāi)害中的應(yīng)用

3.1突發(fā)事件

近年來，重大環(huán)境污染和生態(tài)破壞事故不斷發(fā)生，如油船嚴(yán)重泄漏、大爆炸，大量有毒氣體泄漏，重大的水質(zhì)污染等等。而在這些事故突然發(fā)生時(shí)，現(xiàn)有常規(guī)手段根本無法實(shí)現(xiàn)迅速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，以致環(huán)保和有關(guān)部門難于快速、恰當(dāng)?shù)刈鞒鰶Q策。需要利用遙感技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境事故，對(duì)事故的發(fā)生和發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測(cè)與跟蹤評(píng)估，制定緊急對(duì)策和措施。

3.2自然災(zāi)害

沙塵暴、旱澇、地震、海嘯、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害除了會(huì)造成直接的財(cái)產(chǎn)損失外，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成短期或者長(zhǎng)期的影響?；诟邥r(shí)間分辨率的遙感影像可以快速監(jiān)測(cè)短期的環(huán)境變化，基于多時(shí)間段的遙感影像可以監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期、緩慢的環(huán)境變化。

圖2　墨西哥灣溢油遙感監(jiān)測(cè)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原油流向及擴(kuò)散面積，評(píng)估影響生態(tài)環(huán)境的范圍及程度

TP7[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-248-1