遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的有效應(yīng)用

王琳 原凌飛

摘 要：環(huán)境監(jiān)測(cè)是一種十分重要的保護(hù)生態(tài)環(huán)境的手段，尤其是對(duì)于城鄉(xiāng)污水處理與廢棄物防污染監(jiān)控領(lǐng)域，社會(huì)效益明顯。與此同時(shí)，技術(shù)層面的保障性建設(shè)也凸顯的很關(guān)鍵。鑒于此，本文分析利用遙感技術(shù)輔助服務(wù)城市環(huán)境監(jiān)測(cè)，以某城鎮(zhèn)污水處理與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建為例，簡(jiǎn)要探討歸納遙感技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)的有效契合。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)；遙感技術(shù)；污水處理

1 遙感技術(shù)原理

關(guān)于遙感技術(shù)，它目前被廣泛當(dāng)作為一種探測(cè)技術(shù)。具體來(lái)看，遙感技術(shù)的發(fā)展及其在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，距今已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的歷程。它最早興起于上世紀(jì)六十年代。關(guān)于遙感技術(shù)的工作原理，其主要是依仗電磁相關(guān)理論，經(jīng)對(duì)各式各樣的探測(cè)儀器的應(yīng)用銜入，來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用設(shè)備本身接收記錄遠(yuǎn)端目標(biāo)輻射的電磁波信息。在早期常使用到的一些儀器設(shè)備，包括電子學(xué)探測(cè)儀器、電子學(xué)探測(cè)儀器光學(xué)探測(cè)儀器等。

與傳統(tǒng)的單一航拍或者人工模式相比，遙感技術(shù)應(yīng)用下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：對(duì)接收到的電磁波信息，依照設(shè)定的程序與要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)加工處理，完成成像。

經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展與技術(shù)改進(jìn)，遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。除了早期的繪圖之外，目前被應(yīng)用于城市建設(shè)、生活管理、企業(yè)生產(chǎn)的方方面面。對(duì)不同的環(huán)境、地物等，均可展開探測(cè)和識(shí)別。借助于外來(lái)電磁波反射特征，將各類事物直接確立形態(tài)。

2 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 水體環(huán)境監(jiān)測(cè)

關(guān)于遙感技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和工作原理，上文中簡(jiǎn)要了解過了。具體來(lái)講，不同物質(zhì)有著不同的發(fā)射光譜。以城市水體監(jiān)測(cè)為例，如果是純凈水源，那么其反射光譜基本呈現(xiàn)為暗色。同理，其他不同質(zhì)量的水體，其反射光譜也不盡相同。借助于光譜特征的劃分，根據(jù)水色指標(biāo)來(lái)判斷水體的污染源。借助于多種圖像技術(shù)，來(lái)更加直觀的反應(yīng)出水色指標(biāo)的差異性。包括不同水體環(huán)境下的懸浮污染物等。以其中常使用的熱紅外遙感技術(shù)為例，其不但能以水體形態(tài)、物質(zhì)構(gòu)成以描述成不同的光譜、色差，同時(shí)也能夠直接分辨出水體溫度。所以，該技術(shù)目標(biāo)被廣泛應(yīng)用于石油和海水的區(qū)分領(lǐng)域。當(dāng)然，對(duì)于其他關(guān)聯(lián)領(lǐng)域，同樣應(yīng)用比較廣泛。

2.2 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)

與水體環(huán)境檢測(cè)有所不同，對(duì)于大氣環(huán)境檢測(cè)，一般多為間接監(jiān)測(cè)。關(guān)于其中的原因，即影響大氣環(huán)境的因子主要是氣溶膠、有機(jī)氣體等。相對(duì)而言，對(duì)于這類事物的監(jiān)測(cè)，實(shí)際上無(wú)需遙感手段來(lái)識(shí)別分析。通常都是利用氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)大氣溫度的分布以及水蒸氣的垂直分布特征，來(lái)予以區(qū)分。在此情形下，包括大氣中的水蒸氣、二氧化碳、臭氧、甲烷等，成分特征明顯。借助各自固有也有彼此不同的光譜輻射和吸收波長(zhǎng)，更加清晰的分辨和推算。

2.3 工程建設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)在大規(guī)模工程建設(shè)中的環(huán)境檢測(cè)，遵從的是環(huán)境影響評(píng)價(jià)。早期由于技術(shù)層面上的缺陷，以及設(shè)備產(chǎn)品本身的技術(shù)性不足等，使得無(wú)法實(shí)現(xiàn)全過程全項(xiàng)目監(jiān)測(cè)。如今不同，技術(shù)的革新加速著環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系的完善，逐漸開始要求對(duì)大規(guī)模工程項(xiàng)目全過程監(jiān)測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常包括前期區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、周邊地質(zhì)環(huán)境勘察、工程線路與選址等。通過遙感技術(shù)的引入和使用，確保各項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作的保障性以及客觀性。更為可取的是，對(duì)于工程項(xiàng)目完成后的效益評(píng)價(jià)與環(huán)境分析，同樣簡(jiǎn)單、有效。所以，該項(xiàng)技術(shù)在工程建設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，被廣泛應(yīng)用于各類水利工程、核電站、石油開發(fā)等領(lǐng)域。

3 實(shí)例分析遙感技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測(cè)—— 城鎮(zhèn)污水處理

如上圖所示，在整個(gè)監(jiān)測(cè)體系建構(gòu)中，首先的就是選取監(jiān)測(cè)指標(biāo)。對(duì)于監(jiān)測(cè)指標(biāo)的選取，一般包含動(dòng)態(tài)指標(biāo)和靜態(tài)指標(biāo)。當(dāng)然，無(wú)論是靜態(tài)指標(biāo)還是動(dòng)態(tài)指標(biāo)，均是通過信息處理系統(tǒng)來(lái)自行收集。遙感監(jiān)測(cè)的原理，主要是建立在高分遙感數(shù)據(jù)的特征識(shí)別與計(jì)算。通過此，將靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)識(shí)別選取。以靜態(tài)指標(biāo)為例，它包括此次城鎮(zhèn)污水處理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)名稱、地點(diǎn)、規(guī)模、計(jì)劃等。

如上，具體來(lái)看：

第一，獲取數(shù)據(jù)。屬于遙感監(jiān)測(cè)的前端設(shè)計(jì)，也是基礎(chǔ)條件需要。根據(jù)污水處理工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)輸入與指標(biāo)設(shè)定，來(lái)將監(jiān)測(cè)的需求點(diǎn)提取出來(lái)，即明確監(jiān)測(cè)的目的。在系統(tǒng)運(yùn)行后，采集所需的高分遙感數(shù)據(jù)，以及該污水處理廠的分布圖、所處地形圖等，這些均屬于輔助數(shù)據(jù)。通過此，先行建立成空間信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

第二，數(shù)據(jù)預(yù)處理。具體來(lái)看，數(shù)據(jù)預(yù)處理這一環(huán)節(jié)，旨在對(duì)不同來(lái)源、不同時(shí)相高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理。比如常見的一些技術(shù)應(yīng)用，包括有幾何校正、大氣校正、全色和多光譜數(shù)據(jù)融合等。

第三，變化檢測(cè)。在實(shí)際操作上，可采用自動(dòng)的模式，也可選用人工的模式?？傊?，均是智能系統(tǒng)為基準(zhǔn)點(diǎn)。提取變化信息。

第四，特征提取與對(duì)象識(shí)別。隨著前端階段各類信息分類處理成功之后，即可全面獲取到該污水處理設(shè)施等數(shù)據(jù)。

第五，產(chǎn)品生成。提前將預(yù)期設(shè)定的結(jié)果，與本系統(tǒng)功能的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)對(duì)比。然后結(jié)合污水處理廠以及其他機(jī)構(gòu)、部門業(yè)務(wù)管理需求，生成城鎮(zhèn)污水處理建設(shè)過程監(jiān)管專題產(chǎn)品。

第六，數(shù)據(jù)的核查。該數(shù)據(jù)的核查，主要是由污水處理廠的上級(jí)部門或者其他監(jiān)管部門來(lái)核查。借助于一體化的監(jiān)控平臺(tái)，污水處理廠獲取到的各類數(shù)據(jù)，以及各階段的預(yù)期成果，均可同步傳輸給上級(jí)部門。

第七，結(jié)果反饋。結(jié)合污水處理與監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)于各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，相關(guān)部門需要現(xiàn)場(chǎng)核查，并責(zé)令有關(guān)單位、企業(yè)整改。后期根據(jù)整改的結(jié)果，將實(shí)際情況再次反饋到上級(jí)部門。

第八，成果存檔。存檔的目的在于后期的審核，并且本身也屬于日常業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝濤，劉銳，胡秋紅，等.基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科技，2013，26（4）：55-60.

[2]胡鳳偉.遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景[J].城市地理，2017（2）.