遥感监测技术在环境保护中的应用

高飞鹏 袁显龙 张先波

山东省日照生态环境监测中心 山东日照 276800

1 遥感技术概述

对远距离无法接触的物体，通过辐射电磁波，利用物体反射的特性，测量、识别和分析目标物体的性质，遥感技术从利用波段上可以分为可见光、反射红外线和微波遥感技术[1]。目前遥感技术在环境监测中主要应用于地质、水文、气象、海洋、农业、地球资源探测、环境监测、城乡规划及土地管理以及军事侦查等领域，从目前环境监测发展状况可以看出，遥感技术能够测定大气湿度、气温；水体叶绿素含量、水色、水温、泥沙含量；大气中空气污染物的浓度值；环境污染中固体废弃物的分布堆放量以及影响范围等，能够实现对环境污染的跟踪调查，预测扩散方向和程度，估算环境污染造成损失。传统环境调查工作往往需要人工进行实地测量，存在工作量大、耗时长、测量误差较大、进度慢等问题，与之相比，遥感技术的应用优势极明显，具有速度快、覆盖面广、信息量大等优势，且受自然环境的影响和限制较小，目前在全球环境监测中得到广泛应用，对环境质量的改善起到极大的推动作用。

2 遥感技术在环境保护中的应用优势

2.1 监测范围大

遥感技术主要通过遥感器从空中俯瞰地形地貌，可以大面积监测地表环境。与此同时，航摄影像技术可以提供完整的被监测区立体图像，有效地解决地面监测的视野受限问题。

2.2 获取信息快

遥感技术主要使用飞行器进行监测，可在一段时间内获得大量与被测对象相关的数据，进一步提升数据监测效率。这是遥感技术的显著优势，它可以广泛应用在环境监测中。

2.3 适用性强

在某些人类无法涉足的区域，如原始森林、戈壁、荒漠，遥感技术应用非常广泛，可以获得人们难以监测的环境信息，让监测范围进一步扩大。

3 环境保护中遥感技术的应用

3.1 地面监测及土地利用

在地面监测及土地利用中，遥感技术观测污染区域内农作物在光谱上的变化和反映现象，能够有效测定地面污染情况，并管理土地资源，通过遥感技术的定期监测工作，能够及时了解和掌握土地利用形式的变化，另外，地面建筑物具有反射率高，且形状规则的特点，易于跟踪监测，遥感技术能够用于监测隔热性较差建筑的热损失。在森林地表监测方面，利用遥感技术能够监视森林砍伐状况，以及预估牧场开垦规模和速度，使森林资源保护得到有力的技术支持。

3.2 大气环境监测

在大气环境监测领域，主要针对其中多种有害气体以及大气中的气溶胶等污染大气的主要因素，在以往大气环境监测上，无法有效测定大气中有害气体的物理含量，由于微量气体具有吸附光谱和辐射的作用，通过遥感技术可以直接从其质量结果中进行推算，针对大气分子，通过反射光、直射光、热辐射以及散射光进行发射光谱或吸收光谱的分析，其中月亮和太阳发射的光线属于直射光，地表和大气会造成热辐射，地表还会发出反射光，另外，云层和大气呈现的是散射光；根据光谱特性测量大气分子[2]。大气气溶胶，属于气体污染物，能够反映大气污染情况，可以得用遥感技术对大气分子光谱的辐射测量，主要利用多通道辐射器和可调谐激光系统。另外，还可通过多通道粒子计数器测定大气气溶胶中胶含量，主要根据其在大气中垂直和水平分布情况进行分析和测量。目前在大气环境监测中存在的不足主要表现在对二氧化硫和光化学烟雾的监测方面，无法直接测定和显示有害气体，采用的方式只能通过观察部分代表性动植物对大气的敏感反应程度和表现，再推断其中所含有害气体含量。

3.3 水环境监测

在水环境监测中，通过遥感技术的应用使水资源和水环境监测更便捷、有效，为环境部门的决策制定提供更有力的依据。目前普遍应用于水体温度和深度、水体环境的流沙、有机质分布情况等的监测工作。遥感技术主要针对监测目标的水体光谱特性和色度，通过观测水域变化情况及变化后果，分析水环境因人为活动所受到的影响。目前因水体发黑而造成水体反射率受到影响而下降的情况，对遥感技术的应用提出了更高的挑战，随着生活污水和城市工业用水中大量有机物质的排放，由于分解过程中大量消耗溶解氧，出现水体发黑的情况。面对此问题，可以利用红外传感器的红外辐射光谱对其进行检测，以准确了解和掌握水体污染的实际情况。

3.4 植被研究应用

利用遥感技术能够实现植被分布、植被类型以及植被覆盖面积的调查，并弥补和克服以往植被调查方法中存在的不足，并确保植被覆盖类型、形状、面积等调查的准确性和快速性，为相关环境保护部门决策制定提供有效依据。通过遥感技术的应用，能够在不造成植被破坏的情况下，有效识别植被类型、覆盖率以及不同类型植被的分布情况，分析和研究植物的有效保护，有效判断调查区域内的生态环境情况，通过相应保护方案的制定，实现生态环境保护目的。

3.5 土壤侵蚀研究应用

在土壤侵蚀研究应用方面，主要针对土地沙化、水土流失、土地盐碱化等方面的观测和研究，其对生态环境保护有至关重要的作用[3]。与调查区域的纸质材料和地形数据相结合，利用遥感技术观测调查区域内的土壤侵蚀状况，有效保障调查准确性和快速性。另外，对线路工程建设而言，土壤侵蚀方面的观测和研究是保障工程建设的重要基础，线路周边环境的安全对线路施工质量和安全起到重要的保障作用。

4 结语

目前生态环境问题日益严峻，对生态环境加强监测和管理刻不容缓，遥感监测技术的不断发展，也推动了其在生态环境监测和管理中的应用。有效利用遥感技术来监测大气环境、水环境、土壤环境，控制环境污染，保护生态环境。未来，要加大遥感技术研究力度，不断地对遥感技术进行革新，为环境监测和保护打下坚实的技术基础。