遥感技术在环境监测中的应用进展与思考

2022-03-24王文俊

科技创新导报 2022年11期

王文俊

（重庆惠源检测技术有限公司重庆 401329）

1 遥感技术理论概述

遥感技术主要适用于各个领域中，是一种新型监测技术。从20世纪中期发展演变而来，主要对地质进行监测和勘察，通过电磁波和地球表层监测起到互助作用，深入勘察地球富含的有限资源和实际环境，了解到地球表层要素的空间分布情况和时空变化趋势［1］。科学借助遥感技术，在不与勘测目标进行接触情况下，真实记录观察对象产生的电磁波数据，认识观察对象的变化规律，同时进行大规模勘测，快速掌握固定地区数据，并对其采取动态监测工作，充分体现出全面性、比较性特点。对于当前遥感技术，已经在环境、自然资源、城市规划等领域中实现广泛使用，同时，依旧使用多维度分辨、遥感图像等功能为相关监测人员提供数据支持，及时发现空间变化趋势，为人们实现长远发展奠定基础。

另外，和传统航拍技术或者是人工技术相比，遥感技术的应用能够体现出以下特点：接收电磁波信息，根据固定流程和标准完成相应数据处理工作，快速绘制图像。

随着遥感技术的快速发展与完善，能够清晰监测出水体内部含量，监测到大气中污染气体成分和影响范围。除此之外，还能及时跟踪环境污染程度变化，实时掌握污染源、污染扩散程度等，对污染成本消耗进行有效估算。随着社会生活和国家发展的迅速，全球污染现象不断加重，可以借助遥感技术优势加强监测环境，并且根据波段动向选择合适技术，有利于城市环境的改善。

2 遥感技术在环境监测中的应用范围

2.1 在大气环境监测中的应用

因为社会与国家的迅速发展、人口数量的急剧增长、对交通运输提出高要求等，都会给城市环境造成大量污染，导致空气质量不断下滑，不利于人们长期生存和发展［2］。因类似问题的发生，国家环境保护部门已经明显意识到大气环境的重要性，必须加强对其的全面监测，但是因为大气环境监测难度增加，且仅能使用普通监测技术，很难达到理想监测要求、充分意识到应用遥感技术的重要性。大气环境污染主要是因为城市污染的日益增长，导致大气污染气体分子含量不断增多，而大多数污染因子都是借助遥感技术监测出质量结果，科学利用大气层光射原理获取光谱，深入了解大气层气体变化情况，为大气环境起到保护作用。

造成如此严重的大气污染的原因是受到气溶胶的影响，在利用遥感技术进行气溶胶测量过程中，可以大幅度减少空气污染的发生。科学借助遥感技术有效测量气溶胶，只需利用多方式辐射剂量勘测技术检测出大气内部污染成分，清晰感知到污染因子反射光谱出现明显变化，借助多渠道粒子计算器了解到大气溶胶分散和垂直分散情况，准确掌握气溶胶测定结果。现阶段，环境监测使用范围比较小，无法对氟化物、化学烟雾等进行有效监测，只能间接了解有害气体变化情况。因此，遥感技术还需不断研究和完善，加大提高监测水平。

2.2 在水环境监测中的应用

我国人口数量正处于上升趋势，对用水量需求不断扩大，很容易出现水资源浪费现象，甚至因部分无法分解物质对水环境再次循环使用造成影响，充分体现出水环境监测的重要性。因为水资源是人们赖以生存的必需物质，应当加大倡导水资源节约理念，有利于保证水资源环境安全。将遥感技术应用到水环境监测当中，为人们用水安全获取有力保障。水资源的遥感技术监测很容易分清污染水和清洁水，通过二者相互比对显现出了实质性区别［3］。由于水资源具有较强吸光功能，当水质进行监测过程中，适当按照水质光谱特点和水颜色作为资源监测参考标准，通过遥感技术监测水质了解到实际质量和变化，切实感受到污染物排放、扩散方向和涉及范围，发现具体污染源头，从根本掌握水资源问题。

在水资源泥沙进行污染监测过程中，需要依据水体反射情况，实际了解污染反射率。如果污染程度偏高，泥沙污染程度也会不断增加，使反射率提高，水浓度也会不断上升。

生活污染水是水环境污染的关键要素，这些污水会消耗水中的氧，还会产生很多有机物，有机物数量的不断增加，会严重影响水资源变化，主要将黑色物体作为载体，降低了水体反射率。在这一情况下，科学使用遥感技术监测水体，同时必须配备外线传感器，有效起到辅助作用，加强监测水体污染程度，结果会在红外相片中呈现出来，可通过直接了解污染物质动向，对水体内的浮游植物和泥沙的污染源进行跟踪，找出直接污染源。

工业废水进行监测过程中，废水污染大多数使用多光谱图像进行全面监测，由于工业废水的污染物的不同，导致特征曲线发射内容有所改变，在温度上出现明显差异。对于这一现象，必须借助热红外方法对其进行全面检测，可以按照热效应的差别，发现工业废水实际排放源头，使扫描难度大幅度降低，尽管排放水温与其他地区温度出现差别，但丝毫不会影响热成像质量，实现清晰掌握水环境情况，真实反映出热污染温度［4］。

2.3 在土地环境监测中的应用

随着城市环境污染的不断恶化，土地环境也会受到直接影响，由于我国工业化发展速度不断提升，农业规模日益扩大，对土地检测环境也备受关注。遥感技术应用在土地当中，主要适应于植物观察内容，通过光谱了解具体情况。土地资源规划也是借助遥感技术定期监测实现，切实掌握土地实际情况，以便更好地管理土地资源。同时，对于人工建筑物监测方面，也可以借助遥感技术降低监测难度，保障监测人员安全，按照建筑物特点和光线反射率实现远距离监测工作。对于森林监测内容，遥感技术的应用会降低人为砍伐损坏行为，有效保护绿色森林。

2.4 在森林火灾和草场演化监测中的应用

由于我国森林面积广阔，但是森林防范工作最为关键是火灾问题。根据我国以往数据得知，火灾发生频率不断增长，很难将森林进行全面恢复。对于防范与管理森林工作时，首要任务是治理和防范火灾问题。科学借助遥感技术和位置定位技术，在森林火灾防范中实现有效、广泛的应用。同时，借助遥感技术加强监测工作，对含水量和树木成分进行有效监测，避免火灾发生率。大多数火灾的出现主要是因为电磁波散发过多热量引起火灾，可利用热成像发现红色区域中超出浅色区域的部分，相关人员会根据相关掌握火灾情况，增加消防人员数量，及时扑灭火灾。除此之外，牧民生存在草场中，如果草场退化很容易产生自然危害，科学利用遥感技术从根本上监测草场，有效防范火灾，为牧民消除生活隐患［5］。

3 遥感技术在环境监测中的意见与思考

3.1 重视数据同质处理，不束缚于特定传感器

遥感技术应用在环境监测过程中，主要借助数据源时间分辨率。观察设备具有时间短、空间分辨率高、监测有效性高等特点。我国已经构建成高质量的资源、海洋、环境等卫星为主的地理监测卫星体系，获取较高遥感监测技术，充分体现出较强大数据作用。

在大数据时代中，城市生态环境监测机构遥感数据处理工作依旧局限于传统传感器，导致数据应用率不断下降，处理速度慢，应用率不高，甚至在使用上还会出现浪费现象。所以，需要按照当前地区监测特点，制定出针对性的监测范围和监测标准，构建成协同使用的标准设备，通过遥感监测结果，在时间、空间和传感器等方面形成明显的对比，方便数据统计，为后期工作展开奠定有利基础。

3.2 注重实地调查取证，保证监测方法合理

通过实地调查，遥感检测结果具有真实性和有效性，其成为评价遥感技术稳定的重要方式，是实现遥感数据信息转换的重要内容，但是在实际遥感监测中很容易无视这一环节。通过生态环境、水环境、大气环境等作为代表验证数据，可了解到实地调查取证对于规格转换和遥感影响产品都能保证影像准确性，成为影响环境遥感监测方法的关键。

对于部分地区，只有保证数据时间、外部条件相同，才能正确使用指定监测方法提高结果准确性［6］。但是因地区差异的原因，只凭借一种监测方法很容易给遥感监测结果增添困扰，对环境监测的有效性和权威性产生影响。所以，必须按照自身业务和地区特点，加强注重实地调查工作，加强创新和调整遥感监测方法，保证结果更加真实、准确，大范围扩充定量监测范围，及时发现真实信息，为处理多种生态环境管理工作提供有效依据。

3.3 加强建设基础设施，区分应用特色匹配

现阶段，我国很多地方发射的各种卫星都在不断探讨和研究，存在不先进、低端过剩现象，无法从实际满足监测需求。环境遥感数据必须根据国内外大型机构区分和购买，获取固定渠道，导致有效性和针对性严重缺失。对于二者供应问题，没有相关人员挖掘相关价值，促使结构建设和业务匹配不相符。同时，根据我国某一地区水资源、生态环境、大气环境等需求，有效构建针对性的生态环境监测卫星建设，形成特色遥感卫星服务体系。另外，可邀请当地政府、科研机构等共同参与这一活动中，利用卫星发射、参数测控等做好统筹工作，形成动态环境监测系统，为当地监测人员提供便利。

3.4 加强建设人才团队，强化培养专业能力

随着遥感监测技术的逐渐完善，部分监测已经开始组建高质量专业人才团队，高层次人才数量的急剧增加，顺利制定出针对性的人才培养制度，并将新技术全面应用到生态环境监测工作中。

现阶段，我国生态环境监测领域依旧缺少很多专业人才，同时，在能力、结构、人才质量等方面都会有所欠缺，很难保证监测监控发展达到理想化需求。另外，遥感监测工作会使用很多高质量卫星、智能监测仪器等设备，导致处理数据和上传数据面临很大难题，积极组建高质量专业人才团队，提高监测效率和水平。为了进一步实现专业人才团队建设，必须加大引入大量先进人才，保证综合素质统一，不断提高团队综合素质和实践能力，增强生态环境遥感监测，推动环境管理更加完善［7］。