遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用

福建省廈門環(huán)境監(jiān)測中心站 陳向進

在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測與管理，遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中能夠發(fā)揮非常重要的作用。遙感技術(shù)以衛(wèi)星、航空遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?qū)Νh(huán)境進行動態(tài)化地監(jiān)測，對環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)督，從而避免生態(tài)環(huán)境污染加重。本文首先針對遙感技術(shù)進行了概述，并分析了遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中應用的優(yōu)越性，最后探討遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的具體應用及其應用流程。

在環(huán)境污染控制與治理中，環(huán)境監(jiān)測的重要性是不言而喻的。自遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中被應用之后，傳統(tǒng)監(jiān)測方式得到改進，可以對時間與空間進行轉(zhuǎn)移。最終可以使監(jiān)測質(zhì)量得到提高，而且工作效率也提升很多。在目前的發(fā)展大環(huán)境下，遙感技術(shù)的應用越來越廣泛。

1 遙感技術(shù)

無人機技術(shù)的應用，可以針對生態(tài)環(huán)境景象和信息環(huán)境的景象進行信息采集。然后，通過針對影像進行處理，可以直觀展現(xiàn)生態(tài)地表的景觀動態(tài)與變化規(guī)律。與此同時，可以收集生態(tài)景觀變化、地勢變化以及自然資源受損等信息。通過分析其變化規(guī)律，了解所在片區(qū)生態(tài)環(huán)境的特征和變化規(guī)律。根據(jù)目前我國遙感技術(shù)的研究現(xiàn)狀可知，通過遙感技術(shù)，不僅能夠針對土地和水環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，而且還可以采集大氣環(huán)境中的精準數(shù)據(jù)信息。在傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境保護數(shù)據(jù)信息采集中，因為信息不夠準確、定位差等問題限制了其發(fā)展。隨著生態(tài)環(huán)境的改變，如果還是使用傳統(tǒng)的生態(tài)信息數(shù)據(jù)采集模式，那么就很難適應現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境發(fā)展實際需求。借助遙感技術(shù)獲取高清的圖像，更有利于地圖外業(yè)分析調(diào)查工作的開展。

2 遙感技術(shù)應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)越性分析

遙感技術(shù)是一種探測技術(shù)，它的綜合性要求較高。在實際應用中，可以看到，它的主要優(yōu)勢是檢測的范圍較大、工作效率較高、技術(shù)先進、工作方式手段較多等。

2.1 相較于傳統(tǒng)方式，其感測的范圍較大

生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測所涉及的范圍較廣，如果需要感測范圍大，并且綜合性強，那么遙感技術(shù)就適合這種場合。遙感技術(shù)的主要原理是借助飛機或者是衛(wèi)星進行一些航空相片或衛(wèi)星圖像的拍攝。這種拍攝方式所觀察到的視域范圍是人為觀察所不能實現(xiàn)的。不僅如此，該技術(shù)還可以針對宏觀環(huán)境進行研究，從而使環(huán)境監(jiān)測工作具有立體化建設的導向，使環(huán)境監(jiān)測的范圍更廣，立體性更強。

2.2 獲取的信息量較廣，工作效率較高

遙感技術(shù)獲取的信息量較廣，而且其工作效率比較高。跟傳統(tǒng)的監(jiān)測方式不同的是，該技術(shù)使用了先進的飛行工具，掌握的環(huán)境圖像和數(shù)據(jù)資料更全面，能夠大大促進環(huán)境進程工作的工作效率的提升。與此同時，該技術(shù)可以借助電子光學儀器或者是計算機進行圖像和數(shù)據(jù)信息的傳道和接收，使監(jiān)測工作實現(xiàn)現(xiàn)代化。鑒于此，可以為以后的環(huán)境數(shù)據(jù)模型構(gòu)建打下更好的基礎(chǔ)。

2.3 技術(shù)先進，工作方式手段較多，具有動態(tài)性

在當今時代，我國的生態(tài)環(huán)境處于動態(tài)變化之中，通過遙感技術(shù)，就可以針對這種動態(tài)變化進行及時監(jiān)測。通過遙感技術(shù)，不僅僅可以獲得可見光波段的信息，還可以有效的獲得紫外、紅外等波段的信息。除此之外，其工作方式手段也較多，甚至可以通過掃描方式來獲取環(huán)境進行。最后，其更新數(shù)據(jù)和圖像信息的速度很快，能夠動態(tài)把握環(huán)境的改變。

3 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的具體應用

3.1 遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測應用

在生態(tài)環(huán)境中，水環(huán)境的變化具有復雜性和隱蔽性特征。所以，就水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測而言，其要求是較高的。借助遙感設備，依托遙感技術(shù)的支持，可以掌握水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實和全面數(shù)據(jù)信息，從而了解真實的水環(huán)境狀態(tài)，為以后的水環(huán)境保護做好前期監(jiān)測工作。比如，當水體出現(xiàn)色度上升、濁度上升的時候，在遙感設備的監(jiān)測下，可以監(jiān)測到水體植物和動物的生存狀況，以及針對水體中的溶解氧含量進行測量。擴大遙感監(jiān)測范圍、紅外線光譜等方式，可以了解到水體中有機物含量，從而及時采取凈化處理措施。

遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測應用的過程中，可以使用無人機搭載多光譜成像儀等機械設備設備，針對水環(huán)境實際情況進行監(jiān)測，獲得多光譜圖像數(shù)據(jù)信息。這樣，我們就可以從宏觀的視角對水環(huán)境進行監(jiān)測。針對一些水域面積較小的水體，或者污染類型較為復雜的水體，使用遙感技術(shù)往往能夠起到較好的監(jiān)測效果。

通過實踐可知，借助遙感技術(shù)，針對水質(zhì)富營養(yǎng)化和水體的透明度、水體污染程度都可以進行監(jiān)測，而且地表水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)比一般的監(jiān)測技術(shù)要更準確。當水體被污染之后，反射光譜就會在遙感影象色調(diào)上展現(xiàn)出來。然后通過圖像數(shù)據(jù)進行計算得到灰度值，與正常的灰度值進行比較，可發(fā)現(xiàn)其差異。通過遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行分析，可知水體的色彩灰度值、污染程度與水質(zhì)的污染程度是可以一一對應的。因為如果水質(zhì)污染越嚴重，那么水體顏色越暗。然后利用遙感成像數(shù)據(jù)灰度值、水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，可以構(gòu)建回歸分析評析模型分析評析模型。這樣，我們就可以分析水體的污染情況。

3.2 遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測應用

在大氣環(huán)境監(jiān)測中，可以針對多種吸收光譜的氣體成分進行監(jiān)測，比如二氧化碳、甲烷、臭氧、二噁英等氣體等。然后，工作人員根據(jù)不同的吸收光譜的特征，進行針對性地監(jiān)測，根據(jù)其擴散情況，發(fā)現(xiàn)污染物來源，從而方便后續(xù)的大氣污染治理。在大氣環(huán)境監(jiān)測中，污染物的監(jiān)測工作是非常關(guān)鍵的。了解太陽光譜的被吸收情況，從而明確大氣污染物的含量，使工作人員能夠更快地找到大氣污染物的來源，幫助后續(xù)對大氣污染進行治理。

通過針對大氣環(huán)境進行監(jiān)測，不僅可以對大氣中的溫濕度、粒子濃度進行監(jiān)測，還可以針對臭氧和二氧化氮等氣體的指標氧化氮等氣體的指標進行監(jiān)測。采集的樣本通過實驗室分析進一步進行分析與研究。遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測應用實踐表明，該技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，因為其視野更為開闊。借助遙感衛(wèi)星技術(shù)，可以使大氣環(huán)境解析成像，明確污染程度和污染物擴散范圍。在此基礎(chǔ)上建立遙感影像立遙感影像，以此來有效量化和評價污染情況。

3.3 遙感技術(shù)在土地環(huán)境監(jiān)測應用

土地生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測如果僅僅是通過直接得到數(shù)據(jù)，往往會導致數(shù)據(jù)不夠準確或全面。為了解決此弊端，可以針對地表的植被的生長情況、覆蓋率大小和開墾情況等多方面的數(shù)據(jù)進行分析，從而更為準確地了解生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量情況。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，使用遙感技術(shù)的效率要更高一些。因為在城區(qū)，人工建筑和道路對土壤的影響較大，所以分析和評估土地的生態(tài)環(huán)境要更為復雜一些。通過遙感技術(shù)，如果發(fā)現(xiàn)某地區(qū)的植被量下降幅度很大，開墾速度也增加，那么就需要考慮人為破壞的情況，從而方便后續(xù)的土壤治理工作的開展。

4 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用流程

遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用流程。主要流程包括以下三個方面。

4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)的預處理

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的所有流程中，第一步就是要針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預處理，這一步是關(guān)系到后續(xù)數(shù)據(jù)分析以及制圖表工作流程的重要步驟。在預處理中，首先是針對數(shù)據(jù)規(guī)格和格式進行統(tǒng)一化。這樣，可以使數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間可以進行對比，統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)才能使后續(xù)的數(shù)據(jù)處理效率更高。第二步，針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步歸一化。通過針對監(jiān)測數(shù)據(jù)歸類整理之后，然后通過計算機數(shù)據(jù)處理，得到二維圖和線性分析表。第三步是做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的校正。根據(jù)已有的地形圖和衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)，對采集的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行一些必要的校正，從而使監(jiān)測數(shù)據(jù)出錯的概率減小，提高數(shù)據(jù)分析質(zhì)量。

4.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)處理

由于現(xiàn)實中的生態(tài)環(huán)境是動態(tài)變化的，所有監(jiān)測到的數(shù)據(jù)也必定會處于動態(tài)變化狀態(tài)。所以，就環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)工作人員而言，必須針對數(shù)據(jù)做動態(tài)處理。常見的方法是元二分法，通過該方法，可以對數(shù)據(jù)的變動趨勢進行分析，從而采取針對性治理措施。比如，針對某區(qū)域的植被覆蓋率進行監(jiān)測，在不考慮人為干預的前提下，發(fā)現(xiàn)植被覆蓋率數(shù)據(jù)異常。此時，就需要查明植被覆蓋率數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的原因。比如，如果出現(xiàn)植物大面積枯萎形成裸土，要分析是不是病蟲害的原因。

4.3 綜合評價監(jiān)測數(shù)據(jù)

由上文可知，遙感技術(shù)、遙感設備得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是比較多的，所以工作人員需要在對數(shù)據(jù)進行預處理和動態(tài)處理之后，進一步對數(shù)據(jù)進行綜合評價。具體評價參考因素包括已有的水環(huán)境、大氣環(huán)境、土地環(huán)境等數(shù)據(jù)。這樣，可以提高污染治理的質(zhì)量，提高環(huán)境污染治理的效率。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，工廠數(shù)量的增加，汽車保有量的逐年增長，生態(tài)環(huán)境也在逐年發(fā)生改變。為了做好生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作，有必要應用包括遙感技術(shù)在內(nèi)的先進的監(jiān)測技術(shù)提高水體環(huán)境、大氣環(huán)境和土地環(huán)境等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量和效率。