遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用進展與思考

王文俊

（重慶惠源檢測技術(shù)有限公司 重慶 401329）

1 遙感技術(shù)理論概述

遙感技術(shù)主要適用于各個領(lǐng)域中，是一種新型監(jiān)測技術(shù)。從20世紀中期發(fā)展演變而來，主要對地質(zhì)進行監(jiān)測和勘察，通過電磁波和地球表層監(jiān)測起到互助作用，深入勘察地球富含的有限資源和實際環(huán)境，了解到地球表層要素的空間分布情況和時空變化趨勢［1］?？茖W借助遙感技術(shù)，在不與勘測目標進行接觸情況下，真實記錄觀察對象產(chǎn)生的電磁波數(shù)據(jù)，認識觀察對象的變化規(guī)律，同時進行大規(guī)模勘測，快速掌握固定地區(qū)數(shù)據(jù)，并對其采取動態(tài)監(jiān)測工作，充分體現(xiàn)出全面性、比較性特點。對于當前遙感技術(shù)，已經(jīng)在環(huán)境、自然資源、城市規(guī)劃等領(lǐng)域中實現(xiàn)廣泛使用，同時，依舊使用多維度分辨、遙感圖像等功能為相關(guān)監(jiān)測人員提供數(shù)據(jù)支持，及時發(fā)現(xiàn)空間變化趨勢，為人們實現(xiàn)長遠發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

另外，和傳統(tǒng)航拍技術(shù)或者是人工技術(shù)相比，遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠體現(xiàn)出以下特點：接收電磁波信息，根據(jù)固定流程和標準完成相應(yīng)數(shù)據(jù)處理工作，快速繪制圖像。

隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展與完善，能夠清晰監(jiān)測出水體內(nèi)部含量，監(jiān)測到大氣中污染氣體成分和影響范圍。除此之外，還能及時跟蹤環(huán)境污染程度變化，實時掌握污染源、污染擴散程度等，對污染成本消耗進行有效估算。隨著社會生活和國家發(fā)展的迅速，全球污染現(xiàn)象不斷加重，可以借助遙感技術(shù)優(yōu)勢加強監(jiān)測環(huán)境，并且根據(jù)波段動向選擇合適技術(shù)，有利于城市環(huán)境的改善。

2 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用范圍

2.1 在大氣環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

因為社會與國家的迅速發(fā)展、人口數(shù)量的急劇增長、對交通運輸提出高要求等，都會給城市環(huán)境造成大量污染，導(dǎo)致空氣質(zhì)量不斷下滑，不利于人們長期生存和發(fā)展［2］。因類似問題的發(fā)生，國家環(huán)境保護部門已經(jīng)明顯意識到大氣環(huán)境的重要性，必須加強對其的全面監(jiān)測，但是因為大氣環(huán)境監(jiān)測難度增加，且僅能使用普通監(jiān)測技術(shù)，很難達到理想監(jiān)測要求、充分意識到應(yīng)用遙感技術(shù)的重要性。大氣環(huán)境污染主要是因為城市污染的日益增長，導(dǎo)致大氣污染氣體分子含量不斷增多，而大多數(shù)污染因子都是借助遙感技術(shù)監(jiān)測出質(zhì)量結(jié)果，科學利用大氣層光射原理獲取光譜，深入了解大氣層氣體變化情況，為大氣環(huán)境起到保護作用。

造成如此嚴重的大氣污染的原因是受到氣溶膠的影響，在利用遙感技術(shù)進行氣溶膠測量過程中，可以大幅度減少空氣污染的發(fā)生?？茖W借助遙感技術(shù)有效測量氣溶膠，只需利用多方式輻射劑量勘測技術(shù)檢測出大氣內(nèi)部污染成分，清晰感知到污染因子反射光譜出現(xiàn)明顯變化，借助多渠道粒子計算器了解到大氣溶膠分散和垂直分散情況，準確掌握氣溶膠測定結(jié)果?，F(xiàn)階段，環(huán)境監(jiān)測使用范圍比較小，無法對氟化物、化學煙霧等進行有效監(jiān)測，只能間接了解有害氣體變化情況。因此，遙感技術(shù)還需不斷研究和完善，加大提高監(jiān)測水平。

2.2 在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

我國人口數(shù)量正處于上升趨勢，對用水量需求不斷擴大，很容易出現(xiàn)水資源浪費現(xiàn)象，甚至因部分無法分解物質(zhì)對水環(huán)境再次循環(huán)使用造成影響，充分體現(xiàn)出水環(huán)境監(jiān)測的重要性。因為水資源是人們賴以生存的必需物質(zhì)，應(yīng)當加大倡導(dǎo)水資源節(jié)約理念，有利于保證水資源環(huán)境安全。將遙感技術(shù)應(yīng)用到水環(huán)境監(jiān)測當中，為人們用水安全獲取有力保障。水資源的遙感技術(shù)監(jiān)測很容易分清污染水和清潔水，通過二者相互比對顯現(xiàn)出了實質(zhì)性區(qū)別［3］。由于水資源具有較強吸光功能，當水質(zhì)進行監(jiān)測過程中，適當按照水質(zhì)光譜特點和水顏色作為資源監(jiān)測參考標準，通過遙感技術(shù)監(jiān)測水質(zhì)了解到實際質(zhì)量和變化，切實感受到污染物排放、擴散方向和涉及范圍，發(fā)現(xiàn)具體污染源頭，從根本掌握水資源問題。

在水資源泥沙進行污染監(jiān)測過程中，需要依據(jù)水體反射情況，實際了解污染反射率。如果污染程度偏高，泥沙污染程度也會不斷增加，使反射率提高，水濃度也會不斷上升。

生活污染水是水環(huán)境污染的關(guān)鍵要素，這些污水會消耗水中的氧，還會產(chǎn)生很多有機物，有機物數(shù)量的不斷增加，會嚴重影響水資源變化，主要將黑色物體作為載體，降低了水體反射率。在這一情況下，科學使用遙感技術(shù)監(jiān)測水體，同時必須配備外線傳感器，有效起到輔助作用，加強監(jiān)測水體污染程度，結(jié)果會在紅外相片中呈現(xiàn)出來，可通過直接了解污染物質(zhì)動向，對水體內(nèi)的浮游植物和泥沙的污染源進行跟蹤，找出直接污染源。

工業(yè)廢水進行監(jiān)測過程中，廢水污染大多數(shù)使用多光譜圖像進行全面監(jiān)測，由于工業(yè)廢水的污染物的不同，導(dǎo)致特征曲線發(fā)射內(nèi)容有所改變，在溫度上出現(xiàn)明顯差異。對于這一現(xiàn)象，必須借助熱紅外方法對其進行全面檢測，可以按照熱效應(yīng)的差別，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水實際排放源頭，使掃描難度大幅度降低，盡管排放水溫與其他地區(qū)溫度出現(xiàn)差別，但絲毫不會影響熱成像質(zhì)量，實現(xiàn)清晰掌握水環(huán)境情況，真實反映出熱污染溫度［4］。

2.3 在土地環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

隨著城市環(huán)境污染的不斷惡化，土地環(huán)境也會受到直接影響，由于我國工業(yè)化發(fā)展速度不斷提升，農(nóng)業(yè)規(guī)模日益擴大，對土地檢測環(huán)境也備受關(guān)注。遙感技術(shù)應(yīng)用在土地當中，主要適應(yīng)于植物觀察內(nèi)容，通過光譜了解具體情況。土地資源規(guī)劃也是借助遙感技術(shù)定期監(jiān)測實現(xiàn)，切實掌握土地實際情況，以便更好地管理土地資源。同時，對于人工建筑物監(jiān)測方面，也可以借助遙感技術(shù)降低監(jiān)測難度，保障監(jiān)測人員安全，按照建筑物特點和光線反射率實現(xiàn)遠距離監(jiān)測工作。對于森林監(jiān)測內(nèi)容，遙感技術(shù)的應(yīng)用會降低人為砍伐損壞行為，有效保護綠色森林。

2.4 在森林火災(zāi)和草場演化監(jiān)測中的應(yīng)用

由于我國森林面積廣闊，但是森林防范工作最為關(guān)鍵是火災(zāi)問題。根據(jù)我國以往數(shù)據(jù)得知，火災(zāi)發(fā)生頻率不斷增長，很難將森林進行全面恢復(fù)。對于防范與管理森林工作時，首要任務(wù)是治理和防范火災(zāi)問題?？茖W借助遙感技術(shù)和位置定位技術(shù)，在森林火災(zāi)防范中實現(xiàn)有效、廣泛的應(yīng)用。同時，借助遙感技術(shù)加強監(jiān)測工作，對含水量和樹木成分進行有效監(jiān)測，避免火災(zāi)發(fā)生率。大多數(shù)火災(zāi)的出現(xiàn)主要是因為電磁波散發(fā)過多熱量引起火災(zāi)，可利用熱成像發(fā)現(xiàn)紅色區(qū)域中超出淺色區(qū)域的部分，相關(guān)人員會根據(jù)相關(guān)掌握火災(zāi)情況，增加消防人員數(shù)量，及時撲滅火災(zāi)。除此之外，牧民生存在草場中，如果草場退化很容易產(chǎn)生自然危害，科學利用遙感技術(shù)從根本上監(jiān)測草場，有效防范火災(zāi)，為牧民消除生活隱患［5］。

3 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的意見與思考

3.1 重視數(shù)據(jù)同質(zhì)處理，不束縛于特定傳感器

遙感技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測過程中，主要借助數(shù)據(jù)源時間分辨率。觀察設(shè)備具有時間短、空間分辨率高、監(jiān)測有效性高等特點。我國已經(jīng)構(gòu)建成高質(zhì)量的資源、海洋、環(huán)境等衛(wèi)星為主的地理監(jiān)測衛(wèi)星體系，獲取較高遙感監(jiān)測技術(shù)，充分體現(xiàn)出較強大數(shù)據(jù)作用。

在大數(shù)據(jù)時代中，城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)遙感數(shù)據(jù)處理工作依舊局限于傳統(tǒng)傳感器，導(dǎo)致數(shù)據(jù)應(yīng)用率不斷下降，處理速度慢，應(yīng)用率不高，甚至在使用上還會出現(xiàn)浪費現(xiàn)象。所以，需要按照當前地區(qū)監(jiān)測特點，制定出針對性的監(jiān)測范圍和監(jiān)測標準，構(gòu)建成協(xié)同使用的標準設(shè)備，通過遙感監(jiān)測結(jié)果，在時間、空間和傳感器等方面形成明顯的對比，方便數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為后期工作展開奠定有利基礎(chǔ)。

3.2 注重實地調(diào)查取證，保證監(jiān)測方法合理

通過實地調(diào)查，遙感檢測結(jié)果具有真實性和有效性，其成為評價遙感技術(shù)穩(wěn)定的重要方式，是實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換的重要內(nèi)容，但是在實際遙感監(jiān)測中很容易無視這一環(huán)節(jié)。通過生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境等作為代表驗證數(shù)據(jù)，可了解到實地調(diào)查取證對于規(guī)格轉(zhuǎn)換和遙感影響產(chǎn)品都能保證影像準確性，成為影響環(huán)境遙感監(jiān)測方法的關(guān)鍵。

對于部分地區(qū)，只有保證數(shù)據(jù)時間、外部條件相同，才能正確使用指定監(jiān)測方法提高結(jié)果準確性［6］。但是因地區(qū)差異的原因，只憑借一種監(jiān)測方法很容易給遙感監(jiān)測結(jié)果增添困擾，對環(huán)境監(jiān)測的有效性和權(quán)威性產(chǎn)生影響。所以，必須按照自身業(yè)務(wù)和地區(qū)特點，加強注重實地調(diào)查工作，加強創(chuàng)新和調(diào)整遙感監(jiān)測方法，保證結(jié)果更加真實、準確，大范圍擴充定量監(jiān)測范圍，及時發(fā)現(xiàn)真實信息，為處理多種生態(tài)環(huán)境管理工作提供有效依據(jù)。

3.3 加強建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，區(qū)分應(yīng)用特色匹配

現(xiàn)階段，我國很多地方發(fā)射的各種衛(wèi)星都在不斷探討和研究，存在不先進、低端過剩現(xiàn)象，無法從實際滿足監(jiān)測需求。環(huán)境遙感數(shù)據(jù)必須根據(jù)國內(nèi)外大型機構(gòu)區(qū)分和購買，獲取固定渠道，導(dǎo)致有效性和針對性嚴重缺失。對于二者供應(yīng)問題，沒有相關(guān)人員挖掘相關(guān)價值，促使結(jié)構(gòu)建設(shè)和業(yè)務(wù)匹配不相符。同時，根據(jù)我國某一地區(qū)水資源、生態(tài)環(huán)境、大氣環(huán)境等需求，有效構(gòu)建針對性的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星建設(shè)，形成特色遙感衛(wèi)星服務(wù)體系。另外，可邀請當?shù)卣?、科研機構(gòu)等共同參與這一活動中，利用衛(wèi)星發(fā)射、參數(shù)測控等做好統(tǒng)籌工作，形成動態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為當?shù)乇O(jiān)測人員提供便利。

3.4 加強建設(shè)人才團隊，強化培養(yǎng)專業(yè)能力

隨著遙感監(jiān)測技術(shù)的逐漸完善，部分監(jiān)測已經(jīng)開始組建高質(zhì)量專業(yè)人才團隊，高層次人才數(shù)量的急劇增加，順利制定出針對性的人才培養(yǎng)制度，并將新技術(shù)全面應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作中。

現(xiàn)階段，我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域依舊缺少很多專業(yè)人才，同時，在能力、結(jié)構(gòu)、人才質(zhì)量等方面都會有所欠缺，很難保證監(jiān)測監(jiān)控發(fā)展達到理想化需求。另外，遙感監(jiān)測工作會使用很多高質(zhì)量衛(wèi)星、智能監(jiān)測儀器等設(shè)備，導(dǎo)致處理數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)面臨很大難題，積極組建高質(zhì)量專業(yè)人才團隊，提高監(jiān)測效率和水平。為了進一步實現(xiàn)專業(yè)人才團隊建設(shè)，必須加大引入大量先進人才，保證綜合素質(zhì)統(tǒng)一，不斷提高團隊綜合素質(zhì)和實踐能力，增強生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測，推動環(huán)境管理更加完善［7］。

4 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的進步，遙感技術(shù)成為環(huán)境監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)，有利于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)更加準確，為生態(tài)環(huán)境長遠發(fā)展提供有效幫助。在環(huán)境監(jiān)測過程中，科學使用先進資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)，擴大我國環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)應(yīng)用范圍，構(gòu)建出針對性環(huán)境監(jiān)測體系，給人們生活營造美好生態(tài)環(huán)境，是環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向和目標。