3S技术在生态环境监测中的应用

2022-11-19巨博

皮革制作与环保科技 2022年16期

巨博

（甘肃省平凉生态环境监测中心，甘肃平凉 744000）

国家经济的发展关系到人民生活水平的提高以及国际地位的提升。一直以来，我国一直在加快城市化发展步伐，城市经济得到了很大的提升，但是经济得到发展的同时生态环境却遭到了破坏，恶劣天气频发、自然资源匮乏以及环境污染问题给人们敲响了保护生态环境的警钟，只有保护好生态环境，才能更好地保护人们的生命财产安全。面对这样的大环境，国家在发展战略上进行了重新部署，提出了可持续发展战略，该战略的提出使人们开始重视生态环境的治理和保护，并取得了一定成就，对日后生态环境保护工作的持续开展奠定了坚实的基础。而为了提高生态环境治理和保护工作的针对性，对生态环境进行实时、全面的监测是非常重要的，相关治理人员根据监测数据采取有效的生态环境治理措施，有助于治理取得显著效果，实现对生态环境的保护。但想要实现对生态环境的实时、全面监测，就要不断提升监测技术水平。在信息技术的快速发展下，3S技术应运而生，其使生态环境监测数据更加精准，对提高生态环境管理水平具有积极的推动作用。通过对3S技术在生态环境监测中的应用进行探析，发现3S技术在生态环境保护工作中具有非常广泛的作用，可促进可持续发展战略的实现。

1 3S技术具体分析

1.1 遥感技术分析（RS技术）

遥感技术是利用外层空间对地球表面的各类生态环境事物进行监测，对其所产生的电磁波信息，通过扫描、摄影等方式进行数据传递，相关工作人员对采集到的信息进行归类和处理，最终还原出电磁波信息想要传递的物体形态或性能等各种信息[1]。该技术具有采集信息多样化、广泛化，且采集效率高的特点，将其应用到生态环境监测中，可以更加精确、高效地获得监测物体的信息，实现对地球上各种生态环境事物的大范围治理，更好地保护生态环境。但是，遥感技术并不能对采集到的数据信息进行有效的分类和定位，因而增加了相关工作人员的工作量和工作难度，影响了生态环境治理和保护工作的高效开展[2]。

1.2 地理信息系统分析（GIS技术）

地理信息系统可以将空间中不同领域的地理信息进行实时、动态监测，该系统的形成需要运用到多种学科，地理以及信息技术是形成地理信息系统的重要基础和保障。地理信息系统不仅可以对地球或者部分表层中的相关地理数据进行收集，从而储存在数据库当中，其还可以将数据库中的原始数据信息自动整理、分析，以地理图形的方式呈现出来，方便相关人员对其准确的地理位置信息进行查看，工作效率得到了明显的提升[3]。由此可见，地理信息系统在生态环境监测中的应用很好地弥补了遥感技术分类能力不足的问题，将两种技术进行有效融合，对生态环境的保护将会更加有利。也正是因为地理信息系统具有很强的分析和整理能力，其在生态环境监测中，尤其对森林、植被等不易确定具体位置的生态区域得到了广泛的应用。

1.3 全球定位系统分析（GPS技术）

全球定位系统在以前主要在军事领域以及科学研究领域进行应用，但现如今对于全球定位系统的应用已经非常广泛了，在人们的现实生活中十分常见。全球定位系统可以准确、及时地为用户提供所需要的位置信息。其工作的原理是，信息接收器会将收集到的位置信息传递到所连接的设备之上，连接设备会自动对传递的信息进行计算和转化，并以用户所需要的地图坐标的形式进行位置信息的呈现，便于使用者进行查询和观看[4]。由此可见，全球定位系统具有精确定位的特点，将其应用在生态环境监测中，监测的工作效率将会得到明显提升。但是，全球定位系统也并非十全十美，没有任何缺陷的，其最大的不足之处就在于其虽然可以精确定位，但是并不能判断监测目标的属性。因此，将RS技术、GIS技术、GPS技术这三种技术进行融合，并共同应用到生态环境监测当中，对提高生态环境监测的精准度以及效率具有重要帮助，从而实现对生态环境的有效保护，构建人与自然和谐相处的美好画面。

2 生态环境监测相关内容

2.1 生态环境监测简介

在以前由于人们的环保意识相对比较淡薄，再加上信息技术发展水平有限，生态环境监测并没有得到及时提出，其最早提出是在20世纪60年代，在以前人们普遍认为生态环境监测其实就是对自然生态中各种环境信息进行搜集的一种新型技术手段。生态环境监测的出现加快了环境建设的步伐，更是环境建设过程中重要的技术保障，国内外学者对于其的研究非常丰富，但对于生态环境监测的定义目前并没有统一的界定，不同的学者对生态环境监测的定义总是会产生不一样的观点[5]。但从总体上来看，国外学者对于生态环境监测定义的研究更倾向于其是对自然界生态环境进行实时动态监测，有助于人们对生态环境变化进行及时、有效掌握。在该理论下，生态环境监测的主要内容是人类生产活动对生态环境产生的一些影响。而国内部分学者在国外学者的研究基础上，对生态环境监测的定义提出了更为全面的观点，认为生态环境监测其实就是利用先进信息技术对整个生态系统中的生态结构以及生态功能进行实时观察、监测的一种重要手段，针对监测到的各种数据，通过对数据进行整理和分析，进而用于评价人类活动对生态系统产生的影响和变化，针对一些不利的影响，通过进行数据分析找出问题的症结所在，进而采取针对性的治理办法，有效对生态环境进行保护，促进自然资源实现可持续发展[6]。时至今日，生态环境监测技术的水平在不断提升，其也在多个领域得到了广泛的应用，对于生态环境监测概念的界定也应该加强研究，使其定义的界定更为完善。

2.2 生态环境的监测内容

随着科技的进步，现如今生态环境监测的内容也越来越广泛，其不仅应用在河流、海洋、森林中，在农田、气候、湿地等多个领域也进行了应用。但自然界中本身就存在着多个生态系统，每一个生态系统本身都存在一定的差异，再加上人类生产活动的轨迹不同，对生态系统中的资源利用程度不同，所监测到的数据以及各类指标的变化也不尽相同[7]。基于此，可以将生态环境监测内容划分为宏观生态监测和微观生态监测两个方面：（1）宏观生态监测的监测范围和监测单位相对比较大，其主要的监测对象是宏观生态系统，通过遥感技术将生态系统中的信息通过传感器传递到相关设备中，专业人士通过对相关数据的整理和分析，再利用地理信息系统，确定生态系统中出现生态环境问题的具体地理信息[8]。当然，宏观生态监测的内容不止如此，还包括区域生态调查以及生态统计等。（2）微观生态监测所监测的目标小而丰富，监测的主要对象是生态系统中的各个子系统，运用多学科知识分析、处理其中的数据信息，得出微观生态监测的数据内容[9]。微观生态监测到的数据可以对生态环境污染程度、生态环境治理效果等进行准确的评价。

3 生态环境监测的重要价值

3.1 对突发性生态环境污染事件进行防控

生态环境污染事件中会存在一些突发性的事件，此类事件发生时不仅时间不确定，且污染的传播速度非常快，危害非常大，想要对其进行有效的控制，存在很大的难度。面对这些污染事件，如果提前有预防、有部署，所造成的危害和影响会得到一定的控制，但如果防控不力，所造成的危害将是不可估量的，不仅会对生态环境造成重大污染，更会威胁人类的生命安全，生态环境保护将会受到很大的打击[10]。由此可见，面对突发性的生态环境污染事件，提前进行防控是非常必要的。生态环境监测可以通过生态环境数据监测与反馈，进而通过整理与分析，提前预测一些可能发生的潜在生态环境污染事件，并采取相应的防控措施，最大程度上降低突发性生态环境污染事件所带来的不利影响，避免更多的生态环境受到污染和破坏，从而更好地保护生态环境，造福于人类的生产和生活[11]。

3.2 提高生态环境保护工作的水平

生态环境监测不仅为生态环境保护工作提供了很大便利，还使生态环境保护工作的开展更具有针对性，工作效率更高，对生态环境保护更及时，效果更好。生态环境监测可以实时、全面地监测生态环境的质量，相关工作人员通过对监测数据的整理和分析，可以更直观地感受到生态环境的变化，并更加准确地判断生态环境在未来发展中可能存在的一些问题，采取相应的治理防控措施，为生态环境保护工作的有效开展保驾护航[12]。随着信息技术的不断创新与发展，利用生态环境监测技术监测到的环境信息数据也更加全面、准确，为生态环境保护工作的开展提供有效的数据支撑，同时也进一步提高了生态环境保护工作的水平。

3.3 推动生态环境的协调发展

城市经济的快速发展离不开对自然资源的开发和利用，在没有找到自然资源替代品之前，大力发展工业势必会对生态环境造成污染和破坏。但随着人们生态环保意识的逐渐增强，人们已经深切感受到环境污染对人们生活以及生命安全的影响，所以生态环境保护势在必行，必须有效解决生态环境的污染问题[13]。但想要实现生态环境与经济的和谐发展，必须谋求经济发展的新道路，助力经济发展结构成功转型。同时也要加强对生态环境的监测，通过对监测数据进行分析，准确判断生态环境的质量，并对监测数据显示环境质量不高或者出现明显下降的重点区域，要及时采取相应有效的治理措施，使生态环境得到明显改善。

4 3S技术在生态环境监测中的实际应用

4.1 城市生态环境监测

3S技术在城市生态环境监测中主要用于城镇规划及城镇环境污染等方面。城镇的快速发展离不开对城镇资源的合理利用，为了实现这个目标就必须对城镇发展做好规划工作。利用3S技术中的RS技术可以实现城镇发展现状数据信息的收集工作，将收集到的数据信息录入地理信息系统中，不仅方便对城镇土地资源类别及实际面积的划分和分类，还可以针对不同的土地用途做好土地的规划利用工作[14]。当然，城镇的发展需要以长远发展的眼光看待，借助GIS技术可以更加合理地推测未来城镇发展中土地资源的利用情况，对城镇土地资源的合理规划具有一定的参考价值。

在城镇环境污染方面，大气污染和水污染是直接影响人体健康的重要污染类型，为了有效解决大气污染和水污染问题，就必须加强对两者的监测。利用RS技术和GIS技术对大气环境污染进行监测，可以将搜集到的数据信息转化为大气环境污染分布图，并通过航拍技术清晰地了解导致大气污染的污染源以及污染物质的分布情况等，以此了解大气污染程度，并采取相应的措施来解决大气污染问题[15]。而在水体污染的监测中，通过RS技术可以清晰地了解水体中污染物质的含量以及分布情况，水体中泥沙的含量以及浑浊程度等。通过遥感技术对水体进行监测，可以及时了解水体污染程度，避免水资源被污染后影响人体健康。

4.2 森林生态环境监测

保护森林不仅可以增加地球的绿化面积，还可以降低水土流失、滑坡等自然现象的出现。想要更好地保护森林，就必须对森林病虫害、森林火灾以及野生动植物等进行有效监测，防止森林生态环境被破坏。利用3S技术对森林生态环境结构、系统组成等进行监测，不仅有助于做出有效保护森林的针对性保护政策，还有助于保证森林发展规划的科学性。在森林病虫害的监测中，通过监测可以了解森林病虫害的分布范围对森林生长产生的影响，通过监测数据的反馈，了解适宜病虫害生长的环境，进而采取针对性治理病虫害的措施，有效及时地解决森林病虫害问题[16]。而在森林火灾的监测中，利用3S技术可以实时对森林进行监控，并可以不断完善森林火灾预警系统和森林扑火指挥系统，有效预防森林火灾的发生，提高森林火灾的扑救能力。

4.3 农业生态环境监测

对农业生态环境进行保护，可以有效改善土壤质量，提高农作物产量。那么在对农业生态环境进行监测的过程中，3S技术的应用可以监测土地的生产潜力、土地的适宜性以及土地的盐碱程度等，针对不同性质的土地，进行适宜的农作物种植，将更有利于农作物的成长，同时也实现了对土地的合理利用。利用RS技术和GIS技术，可以对土地资源的现状进行清晰全面的反馈，同时还可以采集农作物的生长状态以及土壤水分的旱涝情况等，为农作物生长及时提供适宜的生长环境。此外，利用RS技术和GIS技术还可以及时了解土地退化的情况，对土地发展和应用现状进行科学、合理地评价，进而采取相应的治理措施来防止土地退化程度的不断加重，实现对土地退化的有效治理。

4.4 草原生态环境监测

应用3S技术在草原生态环境监测中所采集到的相关信息都是以数字形式呈现，且3S技术还可以对搜集到的数据信息进行自动定量分析和数据处理，给草原环保工作的开展提供了很大的便利，工作效率得到了明显提升。随着监测领域的不断扩大，3S技术可以有效实现全域监测，且随着3S技术水平的不断提高，监测数据的精确度也得到了相应提升。特别是草原生态环境监测，因草原中的植物种类比较丰富，必须拥有一个强大的数据库储存草原生态环境的各种数据，为日后草原生态环境的良好发展奠定坚实的基础。从3S技术在草原生态环境监测中的实际应用看，借助其RS技术和GPS技术，可以对监测区域内相关内容进行全面监测和反馈，这对提高草原区域生态安全性具有重要参考价值，再加上3S技术中GIS技术的应用，将会更有利于在草原生态环境监测下实现草原信息化、智能化的管理，提高草原现代化管理水平。