遥感技术在生态环境监测应用中的探讨

温中力

摘 要：生态环境的监测与管理中，采用遥感技术以卫星、航空遥感技术为基础，全面监测生态环境。遥感技术为生态环境管理提供了动态化的监测手段，以监督生态环境的质量，预防生态环境污染。生态环境监测中提高了对遥感技术的重视度，能促使监测工作具有动态化、跟踪式的特征，满足生态环境的监测需求。由此，文章主要探讨遥感技术在生态环境监测中的应用。

关键词：遥感技术；生态环境；监测

中图分类号：X171.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）32-0149-02

社会经济的发展过程中，生态环境面临着一系列的污染问题。生态环境中出现的污染问题，在很大程度上增加了环境监测的工作压力。生态环境治理时采用遥感监测的手段，一来可以缓解环境监测的压力，二来则可体现遥感新技术的优势。生态环境的特点非常复杂，其可分为水环境、大气环境、地质环境等，所以更应积极推进遥感技术的应用，构建分散的监测点，监督生态环境的异常变化，全面监测生态环境，由此提出管理和治理的方案，预防环境污染发生。

1 我国生态环境的现状及监测需求

我国生态环境治理时，比较注重根据监测结果来协调和决策环境保护工作。目前，我国生态环境遥感监测方面，已经正在积极构建动态观测信息网。生态环境中的大气监测、水质监测、油污治理监测等方面，均涉及遥感技术。遥感技术的发展日趋成熟，全面、准确地监测生态环境，能为环境治理提供有效的数据支撑。

2 遥感技术在生态环境中的监测流程

下面以某生态遥感监测案例为主，分析遥感监测的具体流程。该案例中，遥感技术参与了水环境监测工作，并取得了不错的成效。遥感技术在生态监测中以Landsat TM5为遥感影像数据源构建了生态监测体系，并配合地面监测数据，分析监测区域中生态环境的状态。遥感监测流程如下：

2.1 预处理。遥感技术监测生态环境，最先要对遥感数据进行预处理，统一遥感数据的规格，转换遥感数据中的信息。遥感监测数据的预处理能解决不同时期数据的差异问题，并统一数据属性，促使不同时期的生态环境监测信息都具有可比性[2]。预处理把遥感监测数据归类到同一时间段内，以归一化的预处理方式，借助计算机把数据构成二维散点图，分割遥感图像，每两幅图像之间建立线性关系，从而分析遥感影像。一般情况下，遥感技术的预处理阶段，需要实现生态环境监测图像的均一化处理，如：收集卫星数据、遥感地形图、航片等，完成正射校正、大气校正等过程，确保监测预处理的高效性。

2.2 动态监测。该案例中，遥感技术在生态环境中的动态监测是围绕植被覆盖度展开的。案例中，为了获取生态环境的监测数据，需监测植被覆盖度，而遥感技术能动态跟踪监测区内的植被覆盖情况。具体是利用归一化的方法，计算出每个像元内的植被指数，借助像元二分法來推算出每个像元的植被覆盖度。案例中就是通过遥感技术来动态监测生态环境中的植被覆盖度而及时发现其变化情况的，如案例中：原来植被区边界被砍伐了大量植被，实际种植没有落实，导致监测区植被数据异常，或者植物大面积枯萎而形成裸土，这些都可以通过遥感技术的动态监测来获取信息，以此为依据来采取相应措施。

2.3 信息评价。遥感技术能全面监测生态环境的变化，从而让我们能准确地了解生态环境状况。生态环境中，水环境、土壤环境等均面临着不同程度的破坏，遥感技术评价生态环境的信息时，应以环境污染、治理方面信息为重点进行综合分析，才能准确评价生态环境情况。

3 遥感技术在生态环境中的监测应用

本文主要从水环境、大气环境、土壤环境以及固废污染4个方面，分析遥感技术在生态环境监测中的应用。

3.1 水环境。水环境具有复杂、隐蔽的特征，对遥感技术的要求较多。遥感技术需要监测水环境中的温度、深度、有机物等状态来掌握水环境的实际情况，据此来管理水环境。遥感技术为水环境的监测提供了有效的手段，环保部门利用遥感监测了解水环境中的污染信息，从而及时采取应对及治理措施[3]。如某地环保局，通过遥感技术监测水环境内水体的水色与光谱特性，以监测结果作为依据分析水环境是否有异常变化，同时分析诱发变化的原因。该案例中，受影响的水环境区域周围建有工厂厂房和2片规模比较大的居民区，水体易受生活、生产污水的污染，所以技术人员根据遥感技术特点在水体中设置了监测点，监测水体排污、富营养化以及热效应。经过一段时间监测后，发现水体发黑并伴随着臭味，遥感技术监测到水体反射率极低，这表明水体中有机物含量超标从而导致水体内部缺氧，使水体受到了一定程度的污染。在寻找污染源时，通过分析红外传感器收集的水体红外辐射光谱，最后发现水体污染是生活排污导致的。

3.2 大气环境。遥感技术监测大气环境时，以状态监测为主。遥感技术划分了大气监测区来跟踪大气的变化，以及时发现并定位污染源。大气环境内，气体成分比较多，如：臭氧、甲烷、二氧化碳等，不同的气体对应着不同的吸收光谱，遥感技术根据光谱波段特点就可以监测出大气环境的状态。举例分析大气环境中，遥感技术的监测应用：

热岛效应，遥感技术监测热岛效应，是利用热红外遥感的方法收集大气中的遥感数据，并以日、年为单位，记录大气热岛效应的指数[4]。遥感技术监测热岛效应，最先是规划出热岛效应的大致范围，再通过对遥感数据进行分析，最后确定热岛效应的范围。植被与热岛效应是有内在关联的，所以通过合成植被图像分析监测区域内的植被状态，就能精确计算出热岛效应的范围，而利用高空分辨率的方法，预估大气环境的温度，再参考地表温度，就能判断大气是否存在热岛效应。

有害气体，遥感技术能通过地物反射率、边界模糊等参数，预测大气环境内是否存在有害气体。例如：遥感技术通过监测地物可见光的反射率，并参照太阳光谱来分析大气成分的含量。遥感技术还能通过在特定监测点位监测并记录气体含量，与标准限值进行对比来判断大气中的气体状态。endprint

气溶胶监测，大气环境中的气溶胶以液态或固态的悬浮物为主。工厂废气排放、沙尘暴等，都是引起气溶胶污染的直接原因。遥感技术中，是运用卫星传感器从拍摄点获取大气环境的影像，通过计算影像中的气溶胶厚度来反馈气溶胶污染状态。

3.3 土地环境。土地环境是生态环境监测的重点，遥感技术在监测土地环境分成了3个部分。首先遥感技术专门在土地污染区监测植被的生长变化，把特殊的生长信息反馈到光谱上，通过光谱特点分析土地环境的污染状态；然后是监测土壤状态，遥感技术实时监测土壤环境的状态，同时监控其是否存有异常，例如：某遥感监测案例中选取2015年和2016年的监测数据，分析某地土地退化情况。遥感技术监测该地区5个县区的土地退化情况，标记为A区、B区、C区、D县、E县，2015年监测的土地状况指标是6.714、15.759、3.301、17.014、9.652，2016年监测的指标依次为6.721、15.743、3.301、17.014、9.662，2016年与2015年相比，各区县土地状况指标相差极小，则可以认为土地状况稳定；最后是监测土地资源的利用状态，遥感技术利用高分辨率的成像，监测土地开发、耕种、绿化等情况，防止土地资源过度消耗，进而维护土地环境的稳定性。

3.4 固废污染。生态环境管理中，监测固废污染是不可忽视的一项工作。城镇建设加剧了固废污染程度，如：工业垃圾、生活垃圾等。遥感技术监测生态环境中的固废污染时，通过收集监测点的图像数据，分析图像中的颜色、形态等因子，解译图像数据中的信息，能客觀地反馈出固废的分布状态，也能表达固废污染的规模[4]。现阶段，遥感技术在固废污染监测中，主要是通过收集高分辨率的影像直接识别固废污染，从而得出详细的固体废物污染信息，在展开固废污染的治理工作时就能准确找出违反规定的区域进行重点排查整治违规堆放、非法排污，从而有效地保护生态环境。

4 结束语

现阶段我国生态环境污染已经成为一个亟需解决的问题，我们应根据生态环境的现状全面落实遥感技术的应用，规范好监测的流程，致力于监控生态环境的状态，积极治理生态环境中的污染问题。遥感技术的应用在生态环境监测中具有很大的发展潜力，如自动化遥感监测、3S技术、一体化监测等，合理地规划遥感技术在生态环境监测中的发展方向，从环境保护的角度来推进遥感技术的发展，必定能够为生态环境的监测和管理提供高效的支持。

参考文献：

[1]冯江.遥感技术在生态环境监测中的应用[J].农业开发与装备，2016（05）：95.

[2]韦辉，杨斯名.遥感技术在生态环境监测与保护中的应用[J].科技展望，2015，25（04）：134.

[3]刘毅，孙萍.遥感技术在锦州市生态环境监测研究中的应用[J].环境保护与循环经济，2009，29（10）：54-55.

[4]卢霞，李霞，马新辉，等.遥感技术在生态工程动态监测与管理中的应用[J].遥感技术与应用，2012，27（04）：629-636.

[5]刘红，张清海，林绍霞，等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学，2013，41（01）：187-191.endprint