环境监测遥感技术的探讨

李军芳

摘 要：环境监测是环境保护的重要组成部分，对污染体监测是进行污染源控制、污染治理和环境规划管理的技术支撑。传统环境监测方法由于受到自然条件和时空等因素限制，具有一定的局限性。随着遥感技术的不断进步，遥感技术在环境监测中的应用也越来越多。本文主要对环境遥感监测的意义、应用进行了分析与探究。

关键词：遥感技术；环境监测；应用；水环境监测；大气环境

1 环境遥感监测的意义

环境遥感监测是天地一体化环境监测预警体系建设必不可少的重要环节。具有大范围、快速、动态、客观等技术特长，是地面环境监测的有效补充。可推动我国环境监测由点上向面上发展、由静态向动态发展、由平面向立体发展。

《生态环境监测网络建设方案》在“基本原则”中提出要依靠科技创新与技术进步，强化卫星遥感等高新技术应用，这说明党中央、国务院已经充分认识到了环境遥感监测的重要性。要求必须肯定环境遥感监测发挥的重要作用。且指出今后环境遥感监测与应用不仅要成为环境管理的“眼睛”，而且要成为环境决策的“大脑”。

2 环境监测遥感技术的应用

1、水环境遥感监测技术的应用

（1）水体富营养化遥感监测

水中叶绿素浓度是浮游生物分布的指标，也是反映水体富营养化的主要因子，其中以叶绿素a尤为突出。通过现场对叶绿素生物量等数据的采样，利用采样数据与遥感数据反映的水体绿度指数建立起遥感回归模型，得出水体中叶绿素及生物量的空间分布信息，从而达到监测水体富营养化的目的。

用遥感方法估算水体叶绿素浓度，国内外许多学者已经做了大量的工作。美国密歇根州R.G.Lnthrop等旧。利用Landsat一5卫星专题制图仪（TM）数据评价了格林湾和中央湖水质的情况。近年来，国内外已开始重视采用高光谱遥感技术分析水体的波谱特征。疏小舟等利用我国自行研制的航空成像光谱仪（OMIS一Ⅱ）在太湖地区进行地表水质遥感实验，初步研究结果表明，应用OMIs一Ⅱ光谱仪进行遥感能够提高藻类叶绿素的定量监测精度。P.Flink等n训利用主成分分析方法从瑞典的两个湖泊得到小型机载成像光谱仪（CASI）数据，绘制了叶绿素的浓度图，同时也指出了叶绿素监测的最佳波段位置和波段宽度。

（2）悬浮固体遥感监测

水中悬浮固体（ss）含量是水质指标的重要参数之一。SS不仅可以作为水体污染物的示踪剂，其含沙量的多少还直接影响水体的透明度、水色等光学性质。一般来说，对可见光遥感而言，0.58～0.68um对不同泥沙浓度出现辐射峰值，即对水中泥沙反应最敏感，是遥感监测水中悬浮物质的最佳波段，被陆地卫星、NOAA、风云气象卫星及海洋卫星选择。在实际监测当中，往往选择与悬浮物质浓度相关性好的波段，结合实测悬浮物质的数据进行分析，从而建立特定波段辐射值与悬浮固体浓度之间的关系模型，然后对该波段辐射进行反演，得出悬浮固体的浓度。

（3）油污染遥感监测

遥感监测石油污染不仅能够发现污染源、确定污染的区域范围和估算石油的含量，而且通过连续监测，能够得到溢油的扩散方向和速度，预测将会影响的区域。在2002年“威望”轮溢油事故中，欧洲空间局利用其ERS-2Envisat-1两颗卫星对西班牙加利西省附近海域进行连续的溢油监测，克服了天气条件的影响，为溢油应急反应决策提供了重要的技术支持。

（4）热污染遥感监测

由于人类活动向水体排放的“废热”引起环境水体的增温效应而产生的污染称之为水体热污染。水体热污染可直接影响到水生生物的多样性，导致局部生态系统的破坏，从而影响人类的生产生活。遥感监测水体热污染是一种有效的宏观监测手段，目前主要的探测方法有热红外遥感和微波遥感。

2、大气环境遥感监测技术的应用

第一，臭氧层监测。臭氧对低于0.3微米紫外区电磁波具有较高的吸收能力，基于此，臭氧层臭氧含量多少的测定可通过紫外波段进行。吸收带在2.74毫米位置，应选用11083MH2频率的地面微波辐射计与射电望远镜进行大气中臭氧垂直分布的监测，如大气臭氧不断增加其含量，将导致温度不断上升，这种情况下，可选用红外波段进行大气臭氧层监测。

第二，监测大气气溶胶。大气气溶胶一般是指烟、雾、尘等。这些大气气溶胶的形成往往是因为火山爆发、火灾及工业废气等。污染物位置及范围的确定可以直接通过遥感图像进行分析，同时预测、预报时可遵循其位移情况及发展规律进行分析。如漂浮于低空的尘埃，可利用对植物受害程度的监测进行间接研究。

第三，监测有害气体。二氧化硫氟化物等有害气体在人为、自然条件下产生，这些有害气体对生物肌体将造成严重的危害，一般选用间接解译标志进行，受污染后植被反射红外线的能力将有所降低，与正常植被相比，受污染后植被的颜色、纹理与动态标志都发生了极大的改变，如彩红外图象颜色会变暗，树木郁闭度降低等，通过这些特性可以对污染情况进行间接分析。

第四，监测城市热岛效应。城市热岛效应是由于城市人口密集、产业集中，进行形成了市区温度比郊区温度高的小气候情况。这种现象属于大气热污染气候，一般对城市热岛效应进行监测的方式都会选用流动观测结合定点观测的方式。但这种方式具有较高的成本、其监测范围较小，同时很容易受到各种因素的影响，其极限性较大。遥感技术在城市热岛效应监测中的应用，不仅提高了监测的精确度，还降低了成本。并实现了定性到定量、静态到动态的转变，实现了较大范围同步监测，同时可以对城市热岛效应内部热信息的区别进行提取与分析。

3、土地环境遥感监测技术的应用

目前不断出现环境变化问题，如全球碳循环的量化与气候变化的生物反馈，要求数据对大面积土地覆盖特点进行描述，遥感技术主要以人造卫星为基础，是一个强大的制作陆地覆盖图工具，通过光谱的差别对土地覆盖类型进行分类。从上个世纪80年代起，在全球变化、可持续发展中遥感数据已经得到了广泛地应用。作为全球变化研究项目的重要组成部分，土地利用与土地覆盖研究在遥感技术的应用下取得了不错的成绩。

作为环境的主要组成成分，植被可以对区域生态环境进行反映，还是解译土壤、水文等因素的标志。在大型植被、生物物理及生态学参量研究、估算中遥感技术的应用十分有利。应用遥感图像可以进行临时分析，同时还可以将附近地区全面的数据提供给相关部门，随着遥感技术水平的提升，可以有效提高植被指标的准确度，如叶面积指数、单位面积等。

按照气候、可燃物积累及含水量等因素，促使卫星遥感技术结合地理信息系统与全球定位系统，可以对森林火灾可能发生的区域、时段及等级进行准确预测，这样可以对火灾产生的损失降到最低，并能第一时间选用行之有效的措施进行有效处理。

3 结束语

综上所述，随着科学技术水平的不断提升，遥感技术作为环境监测的重要技术之一，其监测结果是否准确，对生态环境可持续发展具有关键性的作用。在环境监测中，应对国际资源环境卫星系统进行充分利用，加大我国环境监测遥感技术的应用力度，完善环境监测体系，为人类的发展及美化环境提供一份可靠的保障。

参考文献

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[3]马翠萍；刘有为；杨永；；遥感技术在环境监测领域的应用[A]；《河北环境科学》-华北五省市环境科学学会第十七届年会论文集[C]；2011年