水环境监测中遥感技术的应用探讨

摘要：在我国经济快速发展的同时，环境保护工作也得到了全社会的关注。对于水环境保护工作来说，因其与民众的健康有着直接关系，所以做好水环境监测工作就显得特别重要。在水环境监测工作中，遥感技术的不断完善，使之成了水环境监测工作中最常使用的技術形式。基于此，本文将对遥感技术进行全面性的阐述，并对遥感技术在水环境监测中的应用进行深入探讨，以供参考。

关键词：水环境监测;遥感技术;应用

Abstract：With the rapid development of Chinas economy， environmental protection has also attracted the attention of the whole society.For water environment protection， it has a direct relationship with peoples health，so it is particularly important to do a good job in water environment monitoring.In the water environment monitoring work， the continuous improvement of remote sensing technology makes it the most commonly used technology form.Based on this， this paper will carry on the comprehensive elaboration to the remote sensing technology， and carries on the thorough discussion to the remote sensing technology in the water environment monitoring application， for the reference.

Key words：Water environment monitoring;Remote sensing technology;Application

近年来，环境监测工作越加受到关注，并且随着监测技术的不断发展，越来越多先进的监测技术开始在环境监测工作加以应用。对于环境监测工作来说，水环境监测是其中重要的组成部分，而遥感技术的出现，有助于更有效的监测水环境的污染情况，同时也可增强生态环境监督的效力，由此得出更为准确的评价。所以，在今后水环境监测工作中，遥感技术的应用重要性将会越发显著。

1 环境监测中遥感技术的基本概述

所谓遥感技术，指的是利用多种遥感技术形式，例如，红外遥感技术、可见光遥感技术以及反射红外遥感技术等，实现对距离比较远的物体进行识别与测量，并将物体的本质准确地分析出来。在环境监测领域，特别是水环境监测工作中，遥感技术的应用十分频繁。通过使用遥感技术，其可实现对全球范围内的水环境进行监测，监测速度快速以及可收获更多的信息量等是其最显著特点。今后，作为重要的监测技术，遥感技术的应用范围还会得到进一步扩大。

2 水环境监测中遥感技术的应用原理

通过对比污水与清澈的水体后发现，两者在反射率、吸光度以及反射率曲线等均存在一定的差异。利用遥感技术对环境进行监测，可根据水体反射率以及水体颜色的不同，有效地判断出水体的污染程度。在遥感技术中，水质状态、水体组分信息的不同，将会直接影响水体光谱特征。在遥感技术中，根据反射率存在的差异，相关信息可传输至传感器中，通过传感器的分析来得出相应的辐射亮度，随后依据水体组分与监测结果之间的联系，便可将水体组分信息清晰的表示出来。此外，在水体中，藻类色素以及悬浮物质均会影响光强与光谱特征。

水体中叶绿素a可以表征水质状况。叶绿素a在光波段400～500nm和676nm处有最大吸收值，水体光谱反射曲线表现出两个显著的峰值。光波段范围在685～715nm之间的反射峰用来判断水体是否存在叶绿素，光波段范围在550～570nm之间非反射峰用来计算叶绿素值。悬浮物质会影响光谱反射率。悬浮物质增加，水体的反射率也增加，反射峰位置也会出现变动;悬浮物质中小颗粒直径的物质多，对应散射系数大，反射率也大。光波段范围在700～9 000nm之间是遥感技术测量悬浮物的最优波段。

在应用遥感技术时，常规流程是：数据导入—定标辐射值—图像几何纠正—图像划区—表观反射率计算—平滑滤波—图像掩膜建立—应用掩膜—水环境模型库—水质反演。相较于其他监测技术，遥感技术的优势主要有：（1）更广的监测区域。传统监测方法主要是通过布点的方式来进行水样的采集，不仅工作强度大，而且水样的真实性也难以有效保证。但是，随着遥感技术的应用，其可对更加广阔的水环境进行不间断的监测，监测时效性更高。（2）更高的现代化程度。遥感技术主要使用卫星或者飞行工具来实施，可获取的信息量更大，极大地提升了监测效率。此外，获得的数据资料可通过计算机进行分析，分析速度比以往有着极大的飞跃，分析准确率也更高。（3）遥感数据更新速度快。遥感技术的应用，水环境监测信息的更新速度更快，为动态监测工作的开展提供了助力。（4）可对复杂水环境实施监测。如果水环境中存在严重污染，可能是泥沙污染，也可能是石油污染，通过使用遥感技术，其可对复杂水环境下的信息进行收集，信息收集的区域不仅广阔，而且也更加精准，方便水环境治理人员及时获取水环境的污染程度，从而及时制定更有针对性的防治措施。（5）具有极强的穿透能力。遥感技术与其他技术相比，穿透能力更加显著，不管是固体、水体还是气体，均可通过遥感技术进行监测与感应，所以也为遥感技术应用领域的扩大提供了先决条件。

3 遥感技术在水环境监测中的具体应用

在水环境监测工作中，遥感技术的应用主要用于悬浮固定物质监测、油污染监测以及水体富营养化监测等，下面将对具体应用方式进行探析。

3.1 懸浮固定物质遥感监测

在水环境中，如果悬浮固体物质占比较多，则会对水环境的浊度以及光学性质等造成影响。所以，在对水环境的污染程度进行分析时，可以悬浮固体物质的含量为基础进行判断。对于水体本身来说，其可有效地吸收波长较长的红外线，所以可使用一定波长的红外线，对水中存在的悬浮固体物质进行遥感监测分析。在数据分析过程中，监测人员可根据接收回来的信息，对被监测水环境中的悬浮固体物质浓度进行分析，从而获得准确的悬浮固体物质的浓度信息。另外，根据红外波段以及分析得到的监测信息，监测人员可将两者的关系进行分析，并由此得到标准的数学模型。随后，通过模拟计算，求得最为真实的悬浮固体浓度信息。在对污染物浓度进行分析时，悬浮固体浓度可借助光谱综合分析法得出，从而最终使监测人员更好地掌握悬浮固体污染物在水环境中的分布特征。

3.2 油污染遥感监测

对于水环境的污染问题而言，油污染的危害较大，会影响水环境生态平衡。在监测水环境中是否存在油污染情况时，通过使用遥感技术来监测污染区域，可以有效地对污染物含量进行测定，并可根据测定结果完成标准计算模型的建立。随后，监测人员可根据遥感监测分析数据，锁定污染物的来源，并对污染物源头采用有针对性的措施进行防治，从而消除或者缓解水环境污染。此外，在监测水环境中的油性污染物时，最常用的遥感技术为红外遥感技术、紫外遥感技术与可见光遥感技术，每种遥感技术的适用范围不同。在选择遥感监测技术时，要根据水环境中污染物的特征选择有针对性的遥感监测技术，努力使监测结果更加趋于真实情况，为后续治理工作的开展提供数据支撑。

3.3 水体富营养化遥感监测

一般来说，水体富营养化情况的发生，与浮游植物在水环境中繁殖速度有密切关联。如果大量浮游植物在水环境中存在，则会导致大量的氧气被浮游植物消耗掉，水中其他动物、植物则会因为氧气缺乏而处于濒临死亡的状态。在水环境监测工作中，监测人员可通过遥感技术对水环境中浮游植物的繁殖情况进行监测，如果浮游植物过多，则水环境中的叶绿素含量也会加剧，而叶绿素容易与可见光波段形成陡坡效应，这样遥感技术就可以对水环境中的富营养化程度进行监测，从而获得准确的水体富营养化相关信息，为后续水环境治理对策的提出提供依据。

4 结语

总之，随着遥感技术的越加完善，其在水环境监测中的应用也会更加广泛。在水环境监测工作中，监测人员要灵活的运用各种遥感技术，了解不同遥感技术的适用性，通过科学合理地使用遥感技术，进一步提升遥感技术的应用水平与监测效率，促进我国水环境治理工作健康、有序的发展。

参考文献

[1]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（01）：195-199.

[2]张青，陈昌伦，吴狄.遥感技术在环境监测领域中方法运用研究[J].绿色科技，2015（3）：235-236.

[3]韩峰，许正彪，孟文琴.浅谈遥感技术在水环境检测中的应用[J].科技研究，2014（027）：429.

[4]曾起亮.地表水质的遥感定量监测分析[J].环境保护与循环经济，2015，35（7）：58-59.

收稿日期：2020-05-19

作者简介：孟庆庆（1982-），女，汉族，硕士，高级工程师，研究方向为环境监测。