遥感监测:守护湿地的“侦探”
2023-02-28牛振国
牛振国
亲近湿地,保护自然,首先要全面掌握它的生态环境状况,对其开展监测。中国湿地分布范围那么广,每个湿地面积又都那么大,要怎么才能监测到位呢?这种情况下,就是遥感技术大显身手的时候了!
监测湿地的“千里眼”
遥感,从字面上来看,可以通俗地理解为“遥远的感知”,泛指一切无接触的远距离探测。从现代技术层面来看,它是指利用搭载在各类移动或静止平台上的不同传感器,对目标地点及地物的电磁波辐射、反射特性进行探测,并根据其特性对其性质、状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。
人类肉眼所及范围有限,遥感技术的出现,让人类拥有了一双感知湿地的“千里眼”。
根据遥感传感器所搭载的平台不同,湿地的生态遥感监测可以分为卫星遥感、航空遥感(又称机载遥感,是指利用各种飞机、飞艇、气球等作为传感器搭载工具在空中进行的遥感技术)、无人机遥感和地面遥感(主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统)等方式。
不同的遥感监测平台具有不同的优势。例如:卫星遥感成本低,可以周期性开展监测;航空遥感反应快,可以根据需求进行不同传感器的灵活组合开展监测,实施对突发生态事件的监测调查;无人机遥感具有灵活的机动性、较高的空间分辨率,可以对特定小区域开展精细的监测;地面遥感可以实现对湿地特定生态组分的精细测量,例如叶面积指数、覆盖度、植被物种组成等。
不同的光 不同的功效
从遥感传感器的组成来看,湿地生态监测涵盖了可见光、短波红外、热红外(中波红外、远波红外和超远红外是产生热感的原因,所以又称热红外)、微波、高光谱(是把人们很早定性的光谱范围再进一步细分,高密度地采集数据)等波段。
不同监测方式,适用于湿地不同生态特征的监测。例如:可见光遥感由于具有较高的空间分辨率,适用于对湿地类型、分布范围、湿地动态、外来物种入侵等开展定期和不定期的监测;短波红外由于对水分敏感,适用于对湿地植被含水量开展监测;热红外波段可以对湿地的温度和热量状况开展监测,以了解湿地受水分胁迫情况;微波除了不受云雨天气影响外,还可以对湿地开展动态的水分监测、地表生物量监测等;高光谱因为具有较细的波段,除了可以实现湿地植被物种的区分外,还能够对湿地植被的生化组分开展定量监测。
不断进阶的湿地监测技术
随着遥感技术的快速进步,湿地生态监测的内容也从湿地面积调查逐渐深入,扩展到湿地类型、湿地植被多样性、湿地生物量、湿地碳储量、湿地污染、湿地水分的动态等方面的监测。湿地监测的频率从以几年为周期,缩短到以年或季度为周期的监测。监测的空间分辨率从数千米发展到米级乃至亚米级的精细监测。通过组建“星-空-地”的遥感监测网,可以實现对湿地生态状况的近实时监测,为我们及时了解湿地生态环境状况提供坚实的技术基础。
在未来,遥感监测技术将不断在湿地监测方面发挥巨大作用,帮助人们解决一个又一个有关湿地保护的难题。