水環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用探討

摘要：在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，環(huán)境保護工作也得到了全社會的關(guān)注。對于水環(huán)境保護工作來說，因其與民眾的健康有著直接關(guān)系，所以做好水環(huán)境監(jiān)測工作就顯得特別重要。在水環(huán)境監(jiān)測工作中，遙感技術(shù)的不斷完善，使之成了水環(huán)境監(jiān)測工作中最常使用的技術(shù)形式?；诖耍疚膶b感技術(shù)進行全面性的闡述，并對遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進行深入探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境監(jiān)測;遙感技術(shù);應(yīng)用

Abstract：With the rapid development of Chinas economy， environmental protection has also attracted the attention of the whole society.For water environment protection， it has a direct relationship with peoples health，so it is particularly important to do a good job in water environment monitoring.In the water environment monitoring work， the continuous improvement of remote sensing technology makes it the most commonly used technology form.Based on this， this paper will carry on the comprehensive elaboration to the remote sensing technology， and carries on the thorough discussion to the remote sensing technology in the water environment monitoring application， for the reference.

Key words：Water environment monitoring;Remote sensing technology;Application

近年來，環(huán)境監(jiān)測工作越加受到關(guān)注，并且隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多先進的監(jiān)測技術(shù)開始在環(huán)境監(jiān)測工作加以應(yīng)用。對于環(huán)境監(jiān)測工作來說，水環(huán)境監(jiān)測是其中重要的組成部分，而遙感技術(shù)的出現(xiàn)，有助于更有效的監(jiān)測水環(huán)境的污染情況，同時也可增強生態(tài)環(huán)境監(jiān)督的效力，由此得出更為準(zhǔn)確的評價。所以，在今后水環(huán)境監(jiān)測工作中，遙感技術(shù)的應(yīng)用重要性將會越發(fā)顯著。

1 環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的基本概述

所謂遙感技術(shù)，指的是利用多種遙感技術(shù)形式，例如，紅外遙感技術(shù)、可見光遙感技術(shù)以及反射紅外遙感技術(shù)等，實現(xiàn)對距離比較遠的物體進行識別與測量，并將物體的本質(zhì)準(zhǔn)確地分析出來。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，特別是水環(huán)境監(jiān)測工作中，遙感技術(shù)的應(yīng)用十分頻繁。通過使用遙感技術(shù)，其可實現(xiàn)對全球范圍內(nèi)的水環(huán)境進行監(jiān)測，監(jiān)測速度快速以及可收獲更多的信息量等是其最顯著特點。今后，作為重要的監(jiān)測技術(shù)，遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍還會得到進一步擴大。

2 水環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的應(yīng)用原理

通過對比污水與清澈的水體后發(fā)現(xiàn)，兩者在反射率、吸光度以及反射率曲線等均存在一定的差異。利用遙感技術(shù)對環(huán)境進行監(jiān)測，可根據(jù)水體反射率以及水體顏色的不同，有效地判斷出水體的污染程度。在遙感技術(shù)中，水質(zhì)狀態(tài)、水體組分信息的不同，將會直接影響水體光譜特征。在遙感技術(shù)中，根據(jù)反射率存在的差異，相關(guān)信息可傳輸至傳感器中，通過傳感器的分析來得出相應(yīng)的輻射亮度，隨后依據(jù)水體組分與監(jiān)測結(jié)果之間的聯(lián)系，便可將水體組分信息清晰的表示出來。此外，在水體中，藻類色素以及懸浮物質(zhì)均會影響光強與光譜特征。

水體中葉綠素a可以表征水質(zhì)狀況。葉綠素a在光波段400～500nm和676nm處有最大吸收值，水體光譜反射曲線表現(xiàn)出兩個顯著的峰值。光波段范圍在685～715nm之間的反射峰用來判斷水體是否存在葉綠素，光波段范圍在550～570nm之間非反射峰用來計算葉綠素值。懸浮物質(zhì)會影響光譜反射率。懸浮物質(zhì)增加，水體的反射率也增加，反射峰位置也會出現(xiàn)變動;懸浮物質(zhì)中小顆粒直徑的物質(zhì)多，對應(yīng)散射系數(shù)大，反射率也大。光波段范圍在700～9 000nm之間是遙感技術(shù)測量懸浮物的最優(yōu)波段。

在應(yīng)用遙感技術(shù)時，常規(guī)流程是：數(shù)據(jù)導(dǎo)入—定標(biāo)輻射值—圖像幾何糾正—圖像劃區(qū)—表觀反射率計算—平滑濾波—圖像掩膜建立—應(yīng)用掩膜—水環(huán)境模型庫—水質(zhì)反演。相較于其他監(jiān)測技術(shù)，遙感技術(shù)的優(yōu)勢主要有：（1）更廣的監(jiān)測區(qū)域。傳統(tǒng)監(jiān)測方法主要是通過布點的方式來進行水樣的采集，不僅工作強度大，而且水樣的真實性也難以有效保證。但是，隨著遙感技術(shù)的應(yīng)用，其可對更加廣闊的水環(huán)境進行不間斷的監(jiān)測，監(jiān)測時效性更高。（2）更高的現(xiàn)代化程度。遙感技術(shù)主要使用衛(wèi)星或者飛行工具來實施，可獲取的信息量更大，極大地提升了監(jiān)測效率。此外，獲得的數(shù)據(jù)資料可通過計算機進行分析，分析速度比以往有著極大的飛躍，分析準(zhǔn)確率也更高。（3）遙感數(shù)據(jù)更新速度快。遙感技術(shù)的應(yīng)用，水環(huán)境監(jiān)測信息的更新速度更快，為動態(tài)監(jiān)測工作的開展提供了助力。（4）可對復(fù)雜水環(huán)境實施監(jiān)測。如果水環(huán)境中存在嚴(yán)重污染，可能是泥沙污染，也可能是石油污染，通過使用遙感技術(shù)，其可對復(fù)雜水環(huán)境下的信息進行收集，信息收集的區(qū)域不僅廣闊，而且也更加精準(zhǔn)，方便水環(huán)境治理人員及時獲取水環(huán)境的污染程度，從而及時制定更有針對性的防治措施。（5）具有極強的穿透能力。遙感技術(shù)與其他技術(shù)相比，穿透能力更加顯著，不管是固體、水體還是氣體，均可通過遙感技術(shù)進行監(jiān)測與感應(yīng)，所以也為遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大提供了先決條件。

3 遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

在水環(huán)境監(jiān)測工作中，遙感技術(shù)的應(yīng)用主要用于懸浮固定物質(zhì)監(jiān)測、油污染監(jiān)測以及水體富營養(yǎng)化監(jiān)測等，下面將對具體應(yīng)用方式進行探析。

3.1 懸浮固定物質(zhì)遙感監(jiān)測

在水環(huán)境中，如果懸浮固體物質(zhì)占比較多，則會對水環(huán)境的濁度以及光學(xué)性質(zhì)等造成影響。所以，在對水環(huán)境的污染程度進行分析時，可以懸浮固體物質(zhì)的含量為基礎(chǔ)進行判斷。對于水體本身來說，其可有效地吸收波長較長的紅外線，所以可使用一定波長的紅外線，對水中存在的懸浮固體物質(zhì)進行遙感監(jiān)測分析。在數(shù)據(jù)分析過程中，監(jiān)測人員可根據(jù)接收回來的信息，對被監(jiān)測水環(huán)境中的懸浮固體物質(zhì)濃度進行分析，從而獲得準(zhǔn)確的懸浮固體物質(zhì)的濃度信息。另外，根據(jù)紅外波段以及分析得到的監(jiān)測信息，監(jiān)測人員可將兩者的關(guān)系進行分析，并由此得到標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。隨后，通過模擬計算，求得最為真實的懸浮固體濃度信息。在對污染物濃度進行分析時，懸浮固體濃度可借助光譜綜合分析法得出，從而最終使監(jiān)測人員更好地掌握懸浮固體污染物在水環(huán)境中的分布特征。

3.2 油污染遙感監(jiān)測

對于水環(huán)境的污染問題而言，油污染的危害較大，會影響水環(huán)境生態(tài)平衡。在監(jiān)測水環(huán)境中是否存在油污染情況時，通過使用遙感技術(shù)來監(jiān)測污染區(qū)域，可以有效地對污染物含量進行測定，并可根據(jù)測定結(jié)果完成標(biāo)準(zhǔn)計算模型的建立。隨后，監(jiān)測人員可根據(jù)遙感監(jiān)測分析數(shù)據(jù)，鎖定污染物的來源，并對污染物源頭采用有針對性的措施進行防治，從而消除或者緩解水環(huán)境污染。此外，在監(jiān)測水環(huán)境中的油性污染物時，最常用的遙感技術(shù)為紅外遙感技術(shù)、紫外遙感技術(shù)與可見光遙感技術(shù)，每種遙感技術(shù)的適用范圍不同。在選擇遙感監(jiān)測技術(shù)時，要根據(jù)水環(huán)境中污染物的特征選擇有針對性的遙感監(jiān)測技術(shù)，努力使監(jiān)測結(jié)果更加趨于真實情況，為后續(xù)治理工作的開展提供數(shù)據(jù)支撐。

3.3 水體富營養(yǎng)化遙感監(jiān)測

一般來說，水體富營養(yǎng)化情況的發(fā)生，與浮游植物在水環(huán)境中繁殖速度有密切關(guān)聯(lián)。如果大量浮游植物在水環(huán)境中存在，則會導(dǎo)致大量的氧氣被浮游植物消耗掉，水中其他動物、植物則會因為氧氣缺乏而處于瀕臨死亡的狀態(tài)。在水環(huán)境監(jiān)測工作中，監(jiān)測人員可通過遙感技術(shù)對水環(huán)境中浮游植物的繁殖情況進行監(jiān)測，如果浮游植物過多，則水環(huán)境中的葉綠素含量也會加劇，而葉綠素容易與可見光波段形成陡坡效應(yīng)，這樣遙感技術(shù)就可以對水環(huán)境中的富營養(yǎng)化程度進行監(jiān)測，從而獲得準(zhǔn)確的水體富營養(yǎng)化相關(guān)信息，為后續(xù)水環(huán)境治理對策的提出提供依據(jù)。

4 結(jié)語

總之，隨著遙感技術(shù)的越加完善，其在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用也會更加廣泛。在水環(huán)境監(jiān)測工作中，監(jiān)測人員要靈活的運用各種遙感技術(shù)，了解不同遙感技術(shù)的適用性，通過科學(xué)合理地使用遙感技術(shù)，進一步提升遙感技術(shù)的應(yīng)用水平與監(jiān)測效率，促進我國水環(huán)境治理工作健康、有序的發(fā)展。

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收稿日期：2020-05-19

作者簡介：孟慶慶（1982-），女，漢族，碩士，高級工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。