遥感技术在生态环境监测和综合评价中的应用

邓宇波　冯蓬　周文亮

摘要：近年来，世界各国都在大力发展环境遥感监测技术，并且取得了突破性进展，遥感技术在生态环境监测和综合评价中的作用已经得到国际社会的高度重视与认可。尽管如此，全球化的环境问题依然呈现日益突出的现象，环境事故与环境灾害频繁发生，尤其是我国的生态环境，在未来的社会发展中，我国还必须要面临着严峻的监测任务，因此对于在生态环境监测与综合评价中发挥重要作用的卫星遥感技术有着迫切的需要。

关键词：遥感技术；生态环境监测与综合评价；应用

前言

1972 年美国发射成功第一颗地球资源卫星，通过资源卫星人类获取了大量有关地球表面的卫星图像，而从这开始，集合了电子、光学、空间、生物学和地学等学科领域的最新成就的遥感技术很快在世界范围内得到了迅速发展和广泛应用，如今遥感技术提供的数据空间分辨率已经从公里级发展到亚米级，重复观测频率也已经从以前的月周期发展到如今你的几小时，且光谱波段跨越了可见光、红外到微波， 光谱分辨率也从多波段逐步发展到超光谱，已经成为现代高新技术领域的重要组成部分，且遥感技术在生态环境监测与综合应用中发挥着重要作用。由于传统的生态环境监测与综合评价依然是以人工调查方法为主，但这种调查方法耗资大、周期长，不能够及时、准确反映环境变化的信息，而遥感技术就能够解决这些难题，因此在未来的生态环境发展中，遥感技术将会成为中坚力量。

一、遥感技术简介

遥感技术（简称RS）是指从远距离感知目标反射或者是由自身辐射出去的可见光、红外线结目标、电磁波等进行识别和探测的一种技术，并且在人造地球卫星发射成功后，遥感技术的得到了迅速的发展。例如航空摄影就是利用遥感技术进行目标拍摄。遥感技术种类比较多，按照利用的电磁波光谱段的分类标准，可以分为微波遥感、热红外遥感以及可见反射红外遥感三种，按照遥感平台的高度，又可以分为航空遥感、航天遥感和地面遥感三种。目前遥感技术主要由获取信息、传输信息、存储和处理信息等环节组成，遥感技术的系统核心是遥感系统，而获取信息的遥感器是遥感系统的核心组成部分。遥感器的种类比较多，例如多光谱扫描仪、电视摄像机、照相机、成象光谱仪、合成孔径雷达以及微波辐射计等，完成信息传输的设备是将遥感器获得的遥感信息从远距离平台传输到地面站，信息处理设备主要包括图象判读仪、彩色合成仪以及数字图象处理机等。

二、遥感技术在生态环境监测和综合评价中的应用

（一）遥感技术在水质监测与评价中的应用

在水质监测方面，遥感技术主要是利用污染水与清洁水的反射光谱具有不同特征为基础。清洁水的遥感影像颜色一般比较暗，尤其是在红外谱段上更加明显，当前陆地卫星的MSS、SPOT卫星的HRV数据以及TM影像数据都是在水质监测中通常使用的遥感数据，监测效果非常好。例如在监测水体石油污染时，由于石油膜表面比较平滑、致密，发射率低于水体但反射率也比水体高，石油和水体在光谱特性上有明显的差别，因此在遥感监测中，可以利用多种方法进行监测，可以利用海水与油膜在微波波段的发射率不同或者是利用微波辐射法测量它们的亮度、温度等，都能够分开石油和海水。又如监测水体富营养化程度时，由于水体发生富营养化的一大明显特征就是水体里具有大量的浮游植物，而这些浮游植物使得使得水体具有水体和植物共同的反射光谱特征，即在可见光波段，富营养化水体的反射率较低，而在近红外波段，富营养化的水体反射率就比较高，当在彩色红外图像上时，富营养化水体一般呈现出紫红色或者是红褐色现象。因此，我们可以通过对水体中悬浮物质的数量、叶绿素含量等进行调查，以准确监测水体富营养化的程度。利用遥感技术可以实现对水体环境的动态监测，当水体环境受到污染时，可以利用建立的监控系统与监控网络发出预警，并且显示出水体环境被破坏的不良发展趋势，从而为相关部门评价水体污染程度而采取措施提供有力依据。

（二）遥感技术在大气监测与评价中的应用

在进行大气环境监测时，主要是利用大气遥感传感器对大气的状态、结构以及变化进行监测。且所利用的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围、微波范围。大气传感器的主要监测对象是大气中的二氧化碳、甲烷、二氧化硫以及气溶胶、有害气体，由于遥感技术无法直接识别这些物质的三维分布，因而可以通过测量大气的吸收、散射以及辐射的光谱，从而识别出这些物质。目前用于大气环境监测的遥感技术分类标准不一，按照遥感平台的不同，大气环境遥感监测可分为地基遥感、空基遥感；按照电磁波辐射源的不同，又可分为主动式遥感技术和被动式遥感技术两大类。例如在进行大气气溶胶监测时，由于大气中的气溶胶粒子来源比较复杂，而且气溶胶本身不仅是污染物，还携带了许多有毒、有害的物质，因此通过监测大气中气溶胶物质的分布状况就能够推算出大气的污染程度。

（三）遥感技术在生态植被监测与评价中的应用

自然生态环境的最好标志之一就是植被的生长状况，如今随着遥感技术的不断发展，遥感技术能够对植被的叶面积指数、合作用吸收和辐射、种类成分、化学成分等进行放射数据测定，因而遥感技术已经成为确定一些大型植被与生物物理、生态学参量之间关联性的一种有利工具。目前，，SPOT数据、NOAA/AVHRR数据以及LANDSAT/TM数据在生态环境遥感监测方面的利用面非常广，其TM数据具有覆盖面积大、空间分辨率高的优势，对于植被比较敏感，NOAA数据具有成像面积大、时空分辨率高，、基本不受地理条件限制、成本低等优势，因而这两项遥感技术深受人们的喜爱。通过利用遥感技术对植被生长状况的监测，可以为相关部门提供评价当地生态环境的依据，从而采取有效的生态环境保护措施。

结语：

综上所述，遥感技术在生态环境监测与综合评价方面发挥着越来越重要的作用，并在未来中，随着科学技术的不断发展，各种学科的互相融合，遥感技术定会获得更进一步的发展，其将会为人们提供更为有利的监测技术，保护人类社会与自然社会的和谐发展。

参考文献：

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