遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

楊波

（長沙市天心區(qū)環(huán)境保護(hù)局，湖南 長沙 410000）

一、環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用RS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）監(jiān)測(cè)范圍大

RS技術(shù)主要是通過遙感器從空中對(duì)地形地貌進(jìn)行俯瞰，這樣可以大面積地對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。與此同時(shí)，航攝影像技術(shù)可以為被檢測(cè)區(qū)提供完整的立體圖像，可以將地面監(jiān)測(cè)過程中視野受限的問題有效地解決。

（二）獲取信息快

因?yàn)镽S技術(shù)使用的主要是飛行器進(jìn)行檢測(cè)，在此過程中可在一段時(shí)間獲得大量的與被測(cè)對(duì)象相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以讓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的速率和效率進(jìn)一步提升。這也是當(dāng)前這種技術(shù)在應(yīng)用管控過程中的重要優(yōu)勢(shì)，可以在環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。

（三）適用性強(qiáng)

在某些人類無法涉足的區(qū)域，譬如原始森林，戈壁荒漠之中，RS技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，可以獲得人們難以檢測(cè)到的環(huán)境信息，讓監(jiān)測(cè)的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

二、環(huán)境保護(hù)中遙感技術(shù)的應(yīng)用

（一）水環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)

1.濁度監(jiān)測(cè)

水體景觀和地物之間有一定的區(qū)別，然而二者之間有一定的共同點(diǎn)，也就是光譜反射特征，在此過程中可以通過RS技術(shù)對(duì)水體光譜影響的差異來進(jìn)行分析，了解水體的污染情況。在污染后水體的渾濁度是其基本特征，在此過程中，如果水體當(dāng)中浮游物的數(shù)量大幅度增加，在光譜衰減系數(shù)方面也會(huì)逐漸增大。另外，渾濁水體當(dāng)中，如果泥沙的含量增加，入射光、散射的深度也會(huì)變強(qiáng)，水體的反射率也會(huì)升高，依照這些信息可以對(duì)水質(zhì)是否出現(xiàn)污染進(jìn)行有效的判斷。

2.海洋監(jiān)測(cè)

在人們生存的地球當(dāng)中，海洋面積占比巨大，所以加強(qiáng)海洋的環(huán)境保護(hù)和控制具有非常重要的意義。為了對(duì)海洋環(huán)境受到的破壞污染進(jìn)行有效的防治和控制，可以加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。從美國向太空發(fā)射第1顆海洋衛(wèi)星開始，人們逐步開始重視海洋環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)工作。由于海洋當(dāng)中蘊(yùn)含的資源各種各樣，種類繁多，而且數(shù)量較大，所以人類在對(duì)海洋資源進(jìn)行開發(fā)的過程中，不可避免地會(huì)破壞海洋的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致海洋的污染逐步增加，造成環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步下降。RS技術(shù)在海洋環(huán)境測(cè)量的過程中，主要依靠受光譜特征為基礎(chǔ)，因?yàn)楹Ｑ笊戏降目臻g當(dāng)中沒有任何障礙物。另外RS技術(shù)的測(cè)試線較廣，所以可以大范圍地對(duì)海洋水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在此過程中可以對(duì)污染物的排放情況進(jìn)行有效的探測(cè)，為海洋環(huán)境的治理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，海洋當(dāng)中的化石能源非常豐富，在石油開采的過程中往往會(huì)導(dǎo)致海洋海水出現(xiàn)一定的污染，通過RS技術(shù)能夠有效地對(duì)海洋石油污染的情況進(jìn)行調(diào)查和分析，對(duì)石油污染的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，還可以將污染區(qū)域當(dāng)中水體量、石油含量估算出來。海水和石油在光譜特征方面的區(qū)別非常明顯，可以通過某一特征光譜區(qū)分出海水和石油，通過微波輻射法來監(jiān)測(cè)海洋的環(huán)境當(dāng)中的石油污染情況。

3.城市污水監(jiān)測(cè)

當(dāng)前我國城市快速發(fā)展讓城市工業(yè)的發(fā)展速度進(jìn)一步加快，讓城市人口數(shù)量大幅度增加。大量的人口造成了很多生活垃圾和生活污水，導(dǎo)致自然水體也會(huì)散發(fā)出難聞的氣味，而且水的顏色逐步開始從清澈變黑。通過RS技術(shù)當(dāng)中的紅外傳感器，可以在探測(cè)的過程中有效對(duì)水體當(dāng)中的紅外輻射光譜進(jìn)行收集，了解水污染的具體情況。

（二）大氣環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)

1.有害氣體監(jiān)測(cè)

很多有害氣體是因?yàn)樽匀粭l件或者人為活動(dòng)而出現(xiàn)的，不但會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重污染，還會(huì)對(duì)生命體的健康產(chǎn)生影響。在此過程中，植被受到空氣污染之后，會(huì)出現(xiàn)一系列的反應(yīng)，導(dǎo)致紅外線反射能力大幅降低，在紋理和顏色方面會(huì)產(chǎn)生一定的變化，通過RS技術(shù)可以有效地監(jiān)測(cè)植物，可以在圖像當(dāng)中呈現(xiàn)出不同的像元信息，通過這些信息可以進(jìn)一步地對(duì)比分析出被污染的植被和沒有被污染的植被，完成比對(duì)之后再簡單地疊加污染氣體，就可以了解污染氣體的濃度。

2.臭氧層監(jiān)測(cè)

通過相關(guān)分析研究發(fā)現(xiàn)，臭氧可以吸收不超過0.3微米的紫外線電磁波，在測(cè)試的過程中，由于臭氧具有這一特性，可以通過紫外波段，來測(cè)定臭氧層當(dāng)中臭氧的含量。在當(dāng)前大氣當(dāng)中的臭氧還能進(jìn)一步增加，會(huì)導(dǎo)致溫度逐步升高，所以通過紅外波段可以監(jiān)測(cè)大氣當(dāng)中的臭氧層含量。

3.遙感技術(shù)在土壤環(huán)境中的應(yīng)用

在進(jìn)行環(huán)境工程管理和保護(hù)的過程中，對(duì)土壤監(jiān)測(cè)是非常重要的，重點(diǎn)在于對(duì)土壤污染進(jìn)行防控。當(dāng)前相關(guān)的研究較少，主要在地面實(shí)驗(yàn)室和機(jī)載進(jìn)行記載觀測(cè)，在此過程中面臨較大難度。盡管個(gè)別研究分析發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤污染是非常重要的，而且是可行的，依照傳感器的光譜響應(yīng)函數(shù)可以有效地將原始的土壤光譜曲線轉(zhuǎn)變?yōu)锳STER工作波段和TM工作波段。通過該波段對(duì)重金屬含量進(jìn)行測(cè)，通過分析發(fā)現(xiàn)，多光譜數(shù)據(jù)可以對(duì)土壤重金屬元素含量進(jìn)行估測(cè)，具有較高的目測(cè)效果。然而如果土壤中重金屬含量較低，在衛(wèi)星遙感影像方面的信號(hào)較弱，則無法獲得較好的監(jiān)測(cè)效果。

當(dāng)前在土壤環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的過程中使用的主要是地表溫度、土壤水分、干旱、蒸發(fā)等情況，通過短波、紅外、近紅外、微波技術(shù)等，可以有效地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在此過程中對(duì)2018年7月份甘肅某區(qū)域的雙極化Envisat-ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成一種僅需雙極化雷達(dá)數(shù)據(jù)就可以對(duì)土壤水分進(jìn)行反應(yīng)的方法，這種方法不需要對(duì)地面的粗糙度進(jìn)行測(cè)量，在一些干旱區(qū)域的地表土壤水分反應(yīng)當(dāng)中特別適用。

未來在發(fā)展的過程中對(duì)土壤污染的防治，還需要與紅外、高光譜、大寬幅衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，尤其是高軌環(huán)境衛(wèi)星，可以通過仿真分析模型，結(jié)合地面試驗(yàn)等有機(jī)地結(jié)合對(duì)土壤污染遙感監(jiān)測(cè)的敏感波段進(jìn)行構(gòu)建，形成完善的污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估體系，從而有效地展開土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估工作。

結(jié)束語

在當(dāng)前條件下如何控制環(huán)境污染，加強(qiáng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)力度，利用RS技術(shù)有效地對(duì)大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有非常重要的意義。在未來發(fā)展的過程中一定要重視對(duì)RS技術(shù)進(jìn)行研究，不斷地對(duì)當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)行改革和完善，這樣才能讓RS技術(shù)更好地為環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。