卫星遥感技术在环境保护中的应用分析

2019-01-28王冠珠傅俏燕乔志远

中小企业管理与科技 2019年2期

王冠珠，傅俏燕，乔志远

（中国资源卫星应用中心，北京 100094）

1 引言

在当前的发展形势下，各类先进技术不断出现在人们的视野之中，卫星遥感技术便是其中之一。卫星遥感技术的发展为环境问题的解决提供了一个良好途径，卫星遥感技术对于各类环境问题的监测做出了重要贡献，对生态保护有着重要的辅助作用，同时也有利于经济的高水平发展。

2 卫星遥感技术在环境保护中的应用现状

2.1 遥感卫星资源利用不充分

随着国产卫星数量的增加和质量的提升，卫星监测结果对环保需求的满足程度不断提升。以往专门用于环境监测的环境小卫星星座空间分辨率差，重访周期长，地物纹理特征不明显，因此对重点区域地物的识别能力较差，更不能满足环境应急监测的相关需求，导致对生态环境的各种监测效果不佳，很难监测到有效信息。如今，随着高分系列卫星的发射和运行，配合资源系列卫星，无论在空间分辨率、光谱分辨率等方面都有了很大提升。多卫星联合观测后，对重点区域的观测能力大大提升；多种载荷的运行，极大提升了极端天气下的监测效果。在卫星资源大幅度改善的情况下，如何做好环境监测规划，利用好现有资源才是我们更应该关注和解决的问题。

2.2 针对环保的卫星数据处理系统较为滞后

卫星数据获取能力提升，数据量增大，但是针对环保行业的专业处理系统仍有许多不足之处，未能有效利用卫星资源，在一定程度上造成了资源浪费。仅仅通过卫星遥感资源，是不能实现对环境的实时监测的。目前缺乏统一的业务管理系统，结合卫星遥感和其他多种手段获取的监测数据，共同处理，同时缺乏处理多形式数据的能力，也很难从多载荷数据中提取有效的信息，形成对环境的实时监测。

2.3 利用卫星遥感技术监测环境与发达国家尚有差距

虽然我国卫星遥感技术的飞速发展，其在环境保护方面的应用也越来越多，但是这一技术的发展程度与发达国家相比还远远不够，需要进一步发展创新。例如，在我国的环境一号卫星发射之后，在信息提取、环境监测等方面都与欧美国家的技术发展差距较大，处于发展的初级阶段。因此，应在着重发展卫星遥感技术的同时，加大卫星遥感与环境保护相结合的研究力度。

3 卫星遥感技术应用对环境保护的重要意义

3.1 有利于提高大气质量

卫星遥感技术在大气环境保护方面也做出了很大贡献，卫星遥感技术可以对有害气体、臭氧层、大气溶胶等进行监测，从而保证大气环境的稳定。

有害气体的监测。在目前的发展进程中，城市化发展迅速，环境污染也随之而来，有害气体的出现对人们的生产生活产生了巨大威胁，因此，对于有害气体的监测十分重要，同时还可以利用有害气体对大气污染情况进行分析，有利于缓解环境压力[1]。相关学者将污染气体与周边地区的水体、植被等信息相结合，通过卫星遥感数据进行分析，推进环境保护。

对臭氧层的监测。早在20世纪70年代末，我国就已经有相关的监测技术，即利用臭氧制图光谱仪对臭氧层进行监测，近年来，部分学者利用激光雷达对臭氧层进行监测，并取得了良好成绩。

对大气溶胶的监测。在传统的技术中，对大气溶胶的变化趋势以及具体分布等方面的监测存在明显缺陷，而卫星遥感技术有着较高的分辨率，弥补了传统技术的缺陷。通过传统技术与卫星遥感技术的对比我们可以看出，传统的遥感技术所覆盖的范围有限，可以用卫星遥感技术进行弥补，有效提高监测能力[2]。

3.2 有利于加强对水环境的监测

卫星遥感技术在水环境的监测方面主要包括废水污染监测、水体热污染监测、水体富氧化监测以及海水监测等。

废水污染与水体热污染监测。废水污染以及热污染主要来自工厂排放的废水与热水。这一废水的排放会对工厂周围的农作物或水体生物产生很大的影响。因此，应加强废水的监测。在卫星遥感技术中，对水体热污染的监测大多依赖红外传感器，在探测图像中，热污染的温度分布、排放情况以及具体的流向都有十分清晰的显示。

水体富氧化监测。水体富氧化对水环境有着很大影响，在水体富营养化的监测方面，张穗等人通过叶绿素浓度遥感解译方法并结合叶绿素及总氮、总磷等特征提出了富营养化的评价方法。

海水监测。卫星遥感技术在海洋监测方面十分重要，卫星遥感技术可以获取海洋的实时信息，通过分析其叶绿素浓度、海水等温线以及海流的循环模式等一系列影响海洋生物生存的参数，获取海洋的具体情况。另外，利用卫星遥感技术可以对海洋污染进行实时监控，并且也可应用于海洋渔业中的情报分析与应用。

3.3 有利于加强对地面污染的监测

卫星遥感技术对地面环境的监测主要包括监测地面污染、土地利用情况以及城市绿地面积等。

在对地面污染的监测中，主要会利用卫星遥感技术找出地面污染的分布地区，并针对其具体状况制定相关的预防措施。例如，在煤炭自燃隐火的监测过程中，有关部门可以利用航空红外扫描仪以及地面红外测温仪进行扫描，对地面上有特殊情况的地区进行标注，并对具体情况进行分析，做出相应的预防措施。

4 提高卫星遥感技术的相关措施

4.1 充分利用现有卫星资源

在当前的发展情况下，我国已有多颗卫星在轨运行，应详细分析环境监测需求，做好规划，完善现有监测制度，充分利用现有数据资源，以满足当前环境保护的相关需求。一方面，利用好存档的历史数据，分析存在问题；另一方面，及时获取重点区域的遥感数据，分析当前环境问题，及时发现环境变化情况，分析问题，实现对各类环境问题的监测。

4.2 提高卫星的环境遥感技术

在未来的发展过程中，应不断加强对遥感技术的开发与应用，加大创新力度，对卫星业务化技术进行研究[3]。在研究过程中，应结合如今的发展形势以及环境管理需求进行创新。例如，开展污染物的遥感信息提取，对大气监测、水环境监测以及地表监测实现业务化的处理，建立规范的卫星遥感监测体系。同时，还要研究卫星遥感技术的技术标准体系，奠定系统的环境遥感物理学基础，提高技术的应用性。

4.3 加强应用系统的建设

如今的环境监测系统较为滞后，要实现卫星遥感技术的进一步发展就需要不断进行创新，将当前的环境监测系统与信息网络技术相融合，充分发挥遥感技术的作用，具体如下。

对重点保护地区进行监测，缓解一些重点自然保护区的环境问题，避免其遭受破坏；完善地面的监控网络，使得城市环境的监测与卫星遥感技术相联系；建立区域式的生态监测网络，对生态质量进行实时监测，保证环境的监控效果；最后还可以在当前的环境监测网络基础上实现对空气质量的监测，降低空气污染指数，提高人们的生活质量。