遥感技术在现代环境监测与保护中的应用

李 战，夏文前，王 玉

(1.黑龙江大庆市环境监测中心站，黑龙江 大庆 163316；2.黑龙江大庆市环境保护局，黑龙江 大庆 163316)



遥感技术在现代环境监测与保护中的应用

李 战1，夏文前1，王 玉2

(1.黑龙江大庆市环境监测中心站，黑龙江 大庆 163316；2.黑龙江大庆市环境保护局，黑龙江 大庆 163316)

摘要：指出了随着人类社会的不断进步，对环境造成的破坏程度也日趋加重，为确保人与环境的和谐发展，必须加大对环境的监测和保护力度。遥感技术的出现及其在环境监测各个领域当中的应用，为环境保护工作的开展提供了可靠的依据。阐述了遥感技术的起源，分析了遥感技术在环境监测与保护中的应用优势，并在此基础上对环境监测领域中遥感技术的具体应用进行了探讨。

关键词：遥感技术；环境监测；应用

1遥感技术概述

遥感又被称之为RS，它是“3S”技术的重要组成部分之一，该技术归属于边缘科学的范畴，作为一项探测技术，RS具有先进性和实用性的特点，正因如此，使其在诸多领域中获得了越来越广泛的应用。航摄是RS技术的基础，其最早出现在20世纪60年代初期，在当时该技术被称为航空遥感，当首颗陆地卫星成功升天之后，航天遥感的时代随之正式开启。自RS技术出现至今，其经历了50年的发展，如今，RS技术已经十分成熟，并在很多领域内得到了应用，如农林、水文、气象、环保、国防等，随着科技水平的不断进步，相信在未来RS技术将会进入一个高速的发展阶段，遥感图像的空间、时间以及光谱的分辨率都将会有极大程度的提升，在与“3S”技术中其它2项技术的相互渗透，将会使RS的应用范围进一步扩大。

2RS技术在环境监测与保护中的应用优势

2.1监测范围大

RS技术是借助遥感器从空中以俯视的角度进行观测，由此使其能够对较大面积和范围的地区进行环境监测，同时航摄影像可以提供被检测区域内的环境立体图像，有效解决了地面监测中视野受限的问题。

2.2获取信息快

由于RS利用的是飞行器进行监测，故此其可以在较短的时间内获取到大量与被测对象有关的图像及数据，由此进一步提高了环境监测速度和效率，正是因为该技术所具备的这一优势，使其在环境监测中获得了广泛的应用。

2.3适用性强

在一些人类无法涉足的环境中，如沼泽、沙漠、冰川、原始森林深处等，进行监测是非常困难的，而RS技术所具有广泛适应性，可以帮助人们获取到人类难以监测到的环境信息，这进一步扩大了监测范围。

3环境监测领域中RS技术的具体应用

RS技术在环境监测领域当中的应用涉及诸多内容，大体上可归纳为以下几类：水环境监测、大气环境监测、工程建设环境监测等。在上述内容中，RS技术均有着非常不俗的表现，为相关工作的开展提供了详实、可靠的数据信息支撑。以下重点对RS技术在水环境、大气环境和工程建设环境这3个方面的具体应用进行论述。

3.1水环境的遥感监测

3.1.1浊度监测

水体虽然与地物的本质有所区别，但2者之间却有着一个共同点，即光谱反射特征，基于这一前提，可以通过RS技术，对水体在光谱影像中的差异来判定水体的污染变化，水体的浑浊度是其污染之后所呈现出来的一个基本特征，相关研究结果表明：当水体中浮游物的数量增加时，与之相应的光谱衰减系数也会随之增大，同时，浑浊水体中的泥沙浓度增大后，入射光的散射深度会有所变浅，水体的发射率则会升高，据此便可准确判定出水体是否被污染。

3.1.2海洋监测

在人类生存的地球上，海洋的面积约占整个地球表面积的71 %，其余的29 %是陆地面积，由此使得海洋成为地球环境中重要的组成部分之一，为了有效防止海洋环境遭到污染和破坏，必须加大对其的监测力度。自美国向太空成功发射第1颗海洋卫星后，正式拉开了海洋环境遥感监测的序幕。由于海洋中有着各种各样的资源，人类在对海洋资源进行开发利用的过程中，对海洋的生态环境造成了一定的破坏，海水的污染程度日益加重，致使环境质量随之下降。RS技术在海洋环境监测中的应用，主要是以反射光谱特征作为前提，由于海洋上方的空间基本没有任何障碍物，加之RS技术具有较大的监测视线，从而可以对海洋中水体的大范围扩散情况进行监测，同时还可以探测出污染物的排放原因，为海洋环境治理提供了充足的依据。此外，海洋中有着极为丰富的石油资源，在对石油进行开采的过程中，不可避免地会造成海水污染，借助RS技术能够对海水中的石油污染情况进行调查分析，并准确确定石油污染区域的范围，同时，还能估算出污染区内水体当中的石油含量。海水与石油在光谱特性上有着极为明显的区别，因此，可在某个特定的光谱段上将石油与海水区分开，可采用微波辐射法对海洋环境中的石油污染进行监测。

3.1.3城市污水监测

目前，我国的城市发展速度变得越来越快，这不但推动了工业的快速发展，而且也使得城市中的人口数量激增，在这一背景下，城市的生活污水和工业废水的排放量大幅度增多。由于此类水体当中含有一定的有机污染物，其在分解的过程中会消耗大量的O2，随之会产生出较高的COD和BOD5，水体也会变黑，并散发出非常难闻的臭味。通过运用RS技术中的红外传感器，可以有效采集到水体当中所含物质的红外辐射光谱，由此便可获悉水污染的程度及具体情况。

3.2大气环境的遥感监测

3.2.1有害气体监测

有害气体主要是由人为活动或自然条件下产生的，其不仅会对大气造成污染，而且还会危及到生命体的健康。当植被受到空气污染时，其反射红外线的能力会大幅度降低，并且颜色和纹理也会出现变化，利用RS技术对植物进行监测，可在图像上呈现出不同的像元信息，借助这些信息与没有被污染的植被进行对比，再与污染气体进行简单的叠加，便可获得污染物气体的累加浓度。

3.2.2臭氧层监测

相关研究结果显示：O3能够吸收低于0.3 μm的紫外区电磁波，基于O3的这一特性，可利用紫外波段对臭氧层中O3的含量进行测定。当大气当中O3不断增加时，会造成温度升高，此时可选用红外波段对大气中的臭氧层进行监测。

3.3工程建设环境的遥感监测

城市化进程的加快使得工程建设项目大幅度增多，在工程建设的过程中，需要大量的地质及地表信息，以便进行地基基础设计与施工，通过RS技术可以快速判断出工程所在区域内是否适合大规模的工程建设，以我国著名的三峡工程为例，它在建设时，需要大规模改变地质构造、地表及水文特征等地理环境，所以在工程建设前，需要调查工程建设过程中及投入使用后是否会带来各种自然灾害，如泥石流等，同时还要调查地表环境、淹没损失等，鉴于调查工作涉及的内容多、范围大，如果凭借人力很难在短时期内完成，这样会对工程建设进度造成影响，而RS技术的应用，可以通过遥感图像来获取地质信息，从而为工程建设提供可靠的依据。此外，RS技术还能够对冰川和雪水进行调查，因为冰川环境的原因，人类很难深入其中作业，而RS技术的应用可以使调查工作变得更加高效，目前，运用RS技术确定出我国西部地区的冰川占全国冰川总量的50 %。

4结论

在当前的形势下，为防止环境问题进一步恶化，必须加大对环境的监测与保护力度，通过RS技术在水环境、大气环境、工程建设环境等方面的监测，可以为环境保护工作的开展提供可靠的依据。在未来一段时期，应当加大对RS技术的研究，除了对现有的技术进行不断改进和完善之外，还应开发一些新的技术，从而使RS能够更好地为环境监测与保护服务。

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收稿日期：2016-04-07

作者简介：李战(1981—)，女，工程师，硕士，主要从事环境监测工作。

中图分类号：TP79

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)10-0102-02