探析生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中3S技術(shù)的有效應(yīng)用

王耀宗 張 穎（寧夏回族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站寧夏銀川市750011）

探析生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中3S技術(shù)的有效應(yīng)用

王耀宗 張 穎
（寧夏回族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站寧夏銀川市750011）

3S技術(shù)是信息化時代的優(yōu)秀產(chǎn)物，它已經(jīng)在人類生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。文中主要探討3S技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的多方面應(yīng)用，以證明它對于人類自然生態(tài)發(fā)展的重要作用。

3S技術(shù)；生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

3S技術(shù)包括了RS遙感技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)以及GIS地理信息系統(tǒng)，這3項技術(shù)都是目前信息技術(shù)迅速發(fā)展的重要成果。伴隨它們的日益成熟，針對城市、農(nóng)業(yè)、森林、草原以及荒漠的人類生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也隨之興起，為人類自然生態(tài)發(fā)展起到了不可替代的重要作用。

1 對3S技術(shù)的有效集成

3S技術(shù)集成了當(dāng)今信息化社會中最為核心的3項技術(shù)，將它們捏合成一個完整的技術(shù)系統(tǒng)。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作中，GPS主要負責(zé)快速、實時的提供所監(jiān)測目標(biāo)空間位置，RS則為后臺監(jiān)測技術(shù)人員提供大面積地表物體與環(huán)境幾何地理信息變化過程，最后GIS技術(shù)則通過多種時空數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用分析處理來構(gòu)建3D虛擬模型，幫助技術(shù)人員直觀觀測現(xiàn)場狀況。通常情況下，3種技術(shù)都是兩兩集成的，例如以GPS與GIS集成所實現(xiàn)的環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、管理，以RS與GPS集成所實現(xiàn)的自動定時數(shù)據(jù)采集、環(huán)境災(zāi)害預(yù)測，以GIS與RS集成所實現(xiàn)的土地利用變化分析、生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、空間數(shù)據(jù)自動更新等等。相比較而言，3種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用相對較少，下文主要從各個生態(tài)環(huán)境角度分析一下3S聯(lián)合實現(xiàn)的對生態(tài)環(huán)境的有機監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)過程[1]。

2 3S技術(shù)在各個生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中的監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

3S在各個生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域都有應(yīng)用，這里主要對它在城市生態(tài)環(huán)境、水資源環(huán)境、生態(tài)災(zāi)害環(huán)境與森林生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用進行簡析。

2.1 3S技術(shù)在城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

目前3S技術(shù)在城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系中主要圍繞城市規(guī)劃展開，像大氣污染監(jiān)測、PM2.5監(jiān)測等等。其具體監(jiān)測過程首先利用到了RS遙感平臺所監(jiān)測提供的城市實時生態(tài)資料，配合GIS對大氣污染源分布圖的有效編繪，再配合GPS航空多光譜攝影手段，就可以實現(xiàn)對大氣污染主要污染物的全面監(jiān)測，包括對污染顆粒物及空間區(qū)域分布的監(jiān)測等等。目前3S技術(shù)所主要監(jiān)測的城市生態(tài)大氣污染源關(guān)鍵點就包括了城市地面輻射溫度、城市“熱島”效應(yīng)等等，它主要利用到了載熱紅外圖像與應(yīng)用衛(wèi)星，通過圖像處理技術(shù)配合定期熱污染分布范圍及強度現(xiàn)實來獲得城市內(nèi)生態(tài)植被動態(tài)信息資料，例如對城市植被覆蓋率、植被類型、葉面積指數(shù)等等重要參數(shù)指標(biāo)的有機分析，最后配合多光譜數(shù)據(jù)來進行圖像處理定向定量分析。目前像國內(nèi)某些省市已經(jīng)在通過3S技術(shù)來建立環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，圍繞3S技術(shù)基礎(chǔ)來開發(fā)城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)和環(huán)境污染應(yīng)急預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)等等。廣東省就通過RS獲取數(shù)據(jù)，通過GIS制作城市污染源分布圖與大氣質(zhì)量功能專題圖，再配合GPS行為來發(fā)現(xiàn)污染源，全面構(gòu)建了以3S技術(shù)為核心的廣東省環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對城市生態(tài)環(huán)境的全方位實時監(jiān)測。寧夏回族自治區(qū)環(huán)保系統(tǒng)也正在以3S為技術(shù)手段建立智慧環(huán)保工程。

2.2 3S技術(shù)在水資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

3S技術(shù)在水資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也很廣泛，它能夠?qū)恿魉|(zhì)、水量進行全面監(jiān)測，并準(zhǔn)確顯示在不同區(qū)域內(nèi)水的實際環(huán)境狀況和空間內(nèi)水體質(zhì)量變化趨勢。在遼寧省，3S技術(shù)主要用于流域水文模擬與水資源調(diào)查評價兩方面，該省也深入對水體富營養(yǎng)化、泥沙污染等指標(biāo)進行了深度監(jiān)測，配合GIS技術(shù)對省內(nèi)深流域水環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀及污染源分布進行了跟蹤評價，確保了省內(nèi)供水工程的絕對安全。另外在國家南水北調(diào)工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，3S技術(shù)也有廣泛應(yīng)用。

2.3 3S技術(shù)在生態(tài)環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

目前國內(nèi)多省都在構(gòu)建“生態(tài)自救、重建家園”計劃，其計劃的內(nèi)容就是重建自然生態(tài)家園，預(yù)防避免由人為所造成的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害。像福建省就利用3S技術(shù)對省內(nèi)赤潮的發(fā)生時間、地點與范圍進行RS遙感技術(shù)預(yù)測，再配合GPS與GIS技術(shù)對省內(nèi)過量地下水開采所導(dǎo)致的水土流失、森林與草場退化問題進行分析與控制，推測可能出現(xiàn)的滑坡、泥石流等發(fā)育環(huán)境災(zāi)害因素，并利用GIS對區(qū)域危險性進行了劃分評級，為防治地質(zhì)災(zāi)害提供豐富數(shù)據(jù)資源。從宏觀角度講，全國范圍內(nèi)的自然災(zāi)害危險程度分區(qū)與成災(zāi)規(guī)律也在3S技術(shù)輔助下逐漸成型。

2.4 3S技術(shù)在森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

在森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面，甘肅省就積極利用3S技術(shù)來對省內(nèi)草地資源進行本底調(diào)查和分析，對省內(nèi)自然生態(tài)資產(chǎn)作出總體性評估，并建立了林草生態(tài)資產(chǎn)評估系統(tǒng)。該套系統(tǒng)中也利用到了RS技術(shù)，它實現(xiàn)了對森林生態(tài)資源的有效調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測，并通過GIS技術(shù)來編制甘肅省大面積森林分布圖和林地立地圖，最后配合GPS技術(shù)來實施全境森林?jǐn)z影監(jiān)測?；?S技術(shù)的人工智能決策模型與支持系統(tǒng)還實現(xiàn)了省內(nèi)對森林病蟲害的有效防治，對病蟲害所帶來的災(zāi)后損失進行了全面評估，收效良好[2]。

總結(jié)

除上述內(nèi)容外，3S技術(shù)還能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、海洋生態(tài)環(huán)境與區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測過程中，基于科學(xué)技術(shù)角度提供防災(zāi)減災(zāi)監(jiān)測預(yù)警與生態(tài)生物多樣性評價等功能，最大限度為人類生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的技術(shù)后援，實現(xiàn)了人類與自然在未來進一步和諧共生的可能性。

[1]王永亮.新時期3S技術(shù)在水文監(jiān)測中的作用初探[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2017，25(01):30-31.

[2]徐會;敖鑫;雷修明;湯傳棟;孫向前.分析3S°技術(shù)在生態(tài)類項目環(huán)境監(jiān)理中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017，07: 93-94.