論遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用價值

金超+李毅

摘要：我國水環(huán)境的污染情況日益嚴(yán)重，對水環(huán)境進行監(jiān)測工作已經(jīng)刻不容緩。遙感技術(shù)作為探測性質(zhì)的監(jiān)測技術(shù)逐漸發(fā)展并成熟。通過對遙感技術(shù)的概念和原理的介紹闡述，引出其在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的重要作用和貢獻，如對水體富營養(yǎng)化和水體渾濁度監(jiān)測中的應(yīng)用。概括了遙感技術(shù)在監(jiān)測工作中具有的明顯優(yōu)勢和應(yīng)用價值及未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；水體環(huán)境監(jiān)測；水體污染；應(yīng)用價值

1.遙感技術(shù)簡介

自二十世紀(jì)六十年代以來，遙感技術(shù)作為一種探測性質(zhì)的儀器逐漸發(fā)展起來。而遙感這一詞匯，首先是出自美國的海軍研究局等單位。遙感技術(shù)利用其特點，不必與檢測的對象進行接觸行為而是利用電磁波來進行作業(yè)。其通過由探測對象反射回來的電磁波，進行集中歸納處理以實現(xiàn)最終成像。簡言之，遙感技術(shù)是以各種有傳感功能的儀器為核心，以此對遠距離、難接觸的對象所反射的電磁波的信息進行收集處理并最后由成像系統(tǒng)成像，從而對檢測目標(biāo)進行綜合的探測和判定。在由美國提出遙感的概念后，于1962年在美國被正式用于實踐當(dāng)中。對于物體反饋的特征光譜通過吸收、反射和輻射的原理，由于不同物體的情況不同，遙感技術(shù)便利用這種原理對目標(biāo)進行正確判斷。

當(dāng)前，使用較多的遙感數(shù)據(jù)有：SPOT衛(wèi)星的HRV數(shù)據(jù)和陸地衛(wèi)星的MSS，TM影像數(shù)據(jù)，后者在應(yīng)用中最為多用，其信息量豐富，使用方便。遙感技術(shù)通過獲取信息、儲存信息并對其進行輸送和處理，利用任何物體都有光譜特性的工作原理，對所檢測的物體做出正確的判斷和識別。目前，遙感技術(shù)主要使用光譜波段來檢測氣象云層和海底的魚群等；使用綠光波段來檢測土壤和地下水等；使用紅光波段來監(jiān)測水的污染等；使用紅外光波段來監(jiān)測土地資源和礦物資源等等。

作為一個綜合技術(shù)，遙感技術(shù)在監(jiān)測領(lǐng)域有著重要的地位和應(yīng)用前景，對各類環(huán)境有著越來越多的實際應(yīng)用，并作出了重大的貢獻。

2.遙感技術(shù)在水環(huán)境中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的水環(huán)境的監(jiān)測技術(shù)是通過對各類水體中的污染物和各種雜志進行水樣分析，利用復(fù)雜的儀器和化學(xué)分析方法進行技術(shù)分析，從而評價其水體的水質(zhì)指標(biāo)。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方法有著較高的精度和準(zhǔn)確度，但是費時費力，并且其最大的弊端在于，人為所能夠得到的水樣并不能夠代表整體的水平和整體環(huán)境。即使是系統(tǒng)水樣的分析也難以代表整體水體環(huán)境的情況，故不能滿足大量的復(fù)雜的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的需要。

遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用中，優(yōu)點明顯，具有能夠監(jiān)測較大范圍和立體監(jiān)測的特性，這有利于對大區(qū)域環(huán)境的監(jiān)測中對生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化進行及時反饋。其次，遙感技術(shù)相比于傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測分析技術(shù)，能夠一次性獲得海量的信息，并且在高效率運作的前提下能夠利用飛行的便利條件來保證獲得足夠的圖像資料等，因此能夠極大地加快監(jiān)測工作的進度。另外，遙感技術(shù)通過電子傳感器和電子計算機來對所獲得的信息進行傳到和接受，處理和解譯以及成像工作，其重要意義在于能夠?qū)λh(huán)境的監(jiān)測工作實現(xiàn)大跨度的現(xiàn)代化飛躍。

遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用時，適應(yīng)能力強，表現(xiàn)在它能夠獲得利用常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測方法難以獲得的資料，例如，對原始深林的監(jiān)測和對地下水體、冰川、沼澤等的監(jiān)測。因此我們說，遙感技術(shù)具有穿透作用，對于常規(guī)條件下無法觸及到的研究對象，遙感技術(shù)可以方便地獲取信息，經(jīng)濟合理并且實用性高。最后，遙感技術(shù)的動態(tài)監(jiān)測功能也是一般常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測所不能的。遙感技術(shù)能夠獲得比較準(zhǔn)確的水體環(huán)境動態(tài)變化的資料，通過周期性地對范圍較大的區(qū)域進行實時監(jiān)測，故其在實現(xiàn)監(jiān)測的動態(tài)性上有著重要意義，例如對水體污染的檢測。

水環(huán)境對于人類是至關(guān)重要的，是人類賴以生存的有限的資源。我國的水環(huán)境日漸惡化，水體污染日益嚴(yán)重，因此，對水環(huán)境的監(jiān)測工作具有重要的意義。在對水環(huán)境進行監(jiān)測時，遙感技術(shù)能夠根據(jù)水溫的不同，水體中懸浮物雜質(zhì)如泥沙等的含量的不同，有機體如藻類的含量的差異等，通過遙感成像來判斷水體污染的嚴(yán)重程度等級。收到污水的水體和清潔的水體在性質(zhì)上差異十分明顯（在遙感技術(shù)中主要利用二者的反射率的差異），而這些差異都能夠利用遙感技術(shù)所反映出來，故遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛。

目前，遙感技術(shù)主要應(yīng)用于對水體的富營養(yǎng)化、渾濁度等方面。

a.遙感技術(shù)在水體富營養(yǎng)化監(jiān)測中的應(yīng)用

水體富營養(yǎng)化是氮和磷等營養(yǎng)元素含量超標(biāo)的水體，導(dǎo)致水中的浮游生物如藻類等大量滋生。浮游植物中的葉綠素與可見光和紅外光之間有著比較特殊的陡坡效應(yīng)，葉綠素高的區(qū)域反射率所在的峰值大，該顯著的因果關(guān)系是利用遙感技術(shù)來對水體富營養(yǎng)化程度的判斷原理。利用該工作原理不僅能夠判斷所監(jiān)測水體的富營養(yǎng)化程度，還能判定水體富營養(yǎng)化的區(qū)域范圍。

b.遙感技術(shù)在水體渾濁程度監(jiān)測中的應(yīng)用

水體的渾濁程度大部分來自于懸浮物和膠體，其中懸浮物的貢獻最大。由于水中懸浮物的影響，導(dǎo)致水體對自然情況下的太陽光有一定的吸收和散射作用。由此，再根據(jù)水體本身所具有的光譜反射的特征，遙感技術(shù)便利用了水體的這種差異，變現(xiàn)為其在光譜影像上的不同，來判定水體渾濁的程度。研究表明。隨著水體中懸浮物數(shù)量的增加，即水體的渾濁程度的增加，其光譜衰減系數(shù)會不斷增大，這就意味著其對光的透過性由最易透過的波段（0.5um）逐漸向紅色的區(qū)域轉(zhuǎn)移。而且，隨著水體中泥沙含量的增加以及懸浮顆粒的粒徑的增大，入射到水體中的光被水體散射的深度會變淺，而水的反射率變會提高，那么反射的峰值也會從藍光區(qū)域逐漸向綠光區(qū)域甚至是黃光區(qū)域轉(zhuǎn)移。因此，利用遙感技術(shù)來對水體環(huán)境的渾濁度進行監(jiān)測時，通過其所拍攝的水體圖像，并對圖像上面波峰出現(xiàn)的位置所在的光譜區(qū)域進行觀察，便可以方便地了解水體渾濁的程度。

3.結(jié)論與展望

遙感技術(shù)在水處理領(lǐng)域的監(jiān)測應(yīng)用日益增多，其優(yōu)勢明顯，并且結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度都較高，已經(jīng)成為不可代替的一種大環(huán)境監(jiān)測方法。目前，單一的遙感資料技術(shù)已經(jīng)不能滿足人類對環(huán)境監(jiān)測的日益復(fù)雜和大量的要求了，于是遙感技術(shù)也正在從單一轉(zhuǎn)向多相多數(shù)據(jù)的復(fù)合型綜合技術(shù)。遙感技術(shù)利用多數(shù)據(jù)和多相處理來對各種類型的水環(huán)境進行監(jiān)測和跟蹤，監(jiān)測及時并且準(zhǔn)確，能夠有效的反映水體受污染的情況，還可以對污染源的位置的判定、水體中污染物的大致種類和污染物在水體中所經(jīng)歷的擴散趨勢等作出結(jié)論，特別是對大面積、難監(jiān)測的環(huán)境能夠?qū)ζ溥M行整體分析，在水環(huán)境乃至整個大環(huán)境體系的監(jiān)測中優(yōu)勢明顯，未來有很高的發(fā)展展望。

參考文獻：

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作者簡介：

金超（19940927-）男，漢族，浙江海寧，身份證號：330481199409271816，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)

李毅（19970120-）男，漢族，浙江省建德市，身份證號：330182199701203714，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)endprint