溫中力

摘 要：生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測與管理中，采用遙感技術(shù)以衛(wèi)星、航空遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，全面監(jiān)測生態(tài)環(huán)境。遙感技術(shù)為生態(tài)環(huán)境管理提供了動態(tài)化的監(jiān)測手段，以監(jiān)督生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，預(yù)防生態(tài)環(huán)境污染。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中提高了對遙感技術(shù)的重視度，能促使監(jiān)測工作具有動態(tài)化、跟蹤式的特征，滿足生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測需求。由此，文章主要探討遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)；生態(tài)環(huán)境；監(jiān)測

中圖分類號：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0149-02

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，生態(tài)環(huán)境面臨著一系列的污染問題。生態(tài)環(huán)境中出現(xiàn)的污染問題，在很大程度上增加了環(huán)境監(jiān)測的工作壓力。生態(tài)環(huán)境治理時(shí)采用遙感監(jiān)測的手段，一來可以緩解環(huán)境監(jiān)測的壓力，二來則可體現(xiàn)遙感新技術(shù)的優(yōu)勢。生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)非常復(fù)雜，其可分為水環(huán)境、大氣環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等，所以更應(yīng)積極推進(jìn)遙感技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建分散的監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)督生態(tài)環(huán)境的異常變化，全面監(jiān)測生態(tài)環(huán)境，由此提出管理和治理的方案，預(yù)防環(huán)境污染發(fā)生。

1 我國生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀及監(jiān)測需求

我國生態(tài)環(huán)境治理時(shí)，比較注重根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來協(xié)調(diào)和決策環(huán)境保護(hù)工作。目前，我國生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測方面，已經(jīng)正在積極構(gòu)建動態(tài)觀測信息網(wǎng)。生態(tài)環(huán)境中的大氣監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、油污治理監(jiān)測等方面，均涉及遙感技術(shù)。遙感技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測生態(tài)環(huán)境，能為環(huán)境治理提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

2 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境中的監(jiān)測流程

下面以某生態(tài)遙感監(jiān)測案例為主，分析遙感監(jiān)測的具體流程。該案例中，遙感技術(shù)參與了水環(huán)境監(jiān)測工作，并取得了不錯(cuò)的成效。遙感技術(shù)在生態(tài)監(jiān)測中以Landsat TM5為遙感影像數(shù)據(jù)源構(gòu)建了生態(tài)監(jiān)測體系，并配合地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析監(jiān)測區(qū)域中生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)。遙感監(jiān)測流程如下：

2.1 預(yù)處理。遙感技術(shù)監(jiān)測生態(tài)環(huán)境，最先要對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，統(tǒng)一遙感數(shù)據(jù)的規(guī)格，轉(zhuǎn)換遙感數(shù)據(jù)中的信息。遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理能解決不同時(shí)期數(shù)據(jù)的差異問題，并統(tǒng)一數(shù)據(jù)屬性，促使不同時(shí)期的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息都具有可比性[2]。預(yù)處理把遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)歸類到同一時(shí)間段內(nèi)，以歸一化的預(yù)處理方式，借助計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)構(gòu)成二維散點(diǎn)圖，分割遙感圖像，每兩幅圖像之間建立線性關(guān)系，從而分析遙感影像。一般情況下，遙感技術(shù)的預(yù)處理階段，需要實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測圖像的均一化處理，如：收集衛(wèi)星數(shù)據(jù)、遙感地形圖、航片等，完成正射校正、大氣校正等過程，確保監(jiān)測預(yù)處理的高效性。

2.2 動態(tài)監(jiān)測。該案例中，遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境中的動態(tài)監(jiān)測是圍繞植被覆蓋度展開的。案例中，為了獲取生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)，需監(jiān)測植被覆蓋度，而遙感技術(shù)能動態(tài)跟蹤監(jiān)測區(qū)內(nèi)的植被覆蓋情況。具體是利用歸一化的方法，計(jì)算出每個(gè)像元內(nèi)的植被指數(shù)，借助像元二分法來推算出每個(gè)像元的植被覆蓋度。案例中就是通過遙感技術(shù)來動態(tài)監(jiān)測生態(tài)環(huán)境中的植被覆蓋度而及時(shí)發(fā)現(xiàn)其變化情況的，如案例中：原來植被區(qū)邊界被砍伐了大量植被，實(shí)際種植沒有落實(shí)，導(dǎo)致監(jiān)測區(qū)植被數(shù)據(jù)異常，或者植物大面積枯萎而形成裸土，這些都可以通過遙感技術(shù)的動態(tài)監(jiān)測來獲取信息，以此為依據(jù)來采取相應(yīng)措施。

2.3 信息評價(jià)。遙感技術(shù)能全面監(jiān)測生態(tài)環(huán)境的變化，從而讓我們能準(zhǔn)確地了解生態(tài)環(huán)境狀況。生態(tài)環(huán)境中，水環(huán)境、土壤環(huán)境等均面臨著不同程度的破壞，遙感技術(shù)評價(jià)生態(tài)環(huán)境的信息時(shí)，應(yīng)以環(huán)境污染、治理方面信息為重點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，才能準(zhǔn)確評價(jià)生態(tài)環(huán)境情況。

3 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境中的監(jiān)測應(yīng)用

本文主要從水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境以及固廢污染4個(gè)方面，分析遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。

3.1 水環(huán)境。水環(huán)境具有復(fù)雜、隱蔽的特征，對遙感技術(shù)的要求較多。遙感技術(shù)需要監(jiān)測水環(huán)境中的溫度、深度、有機(jī)物等狀態(tài)來掌握水環(huán)境的實(shí)際情況，據(jù)此來管理水環(huán)境。遙感技術(shù)為水環(huán)境的監(jiān)測提供了有效的手段，環(huán)保部門利用遙感監(jiān)測了解水環(huán)境中的污染信息，從而及時(shí)采取應(yīng)對及治理措施[3]。如某地環(huán)保局，通過遙感技術(shù)監(jiān)測水環(huán)境內(nèi)水體的水色與光譜特性，以監(jiān)測結(jié)果作為依據(jù)分析水環(huán)境是否有異常變化，同時(shí)分析誘發(fā)變化的原因。該案例中，受影響的水環(huán)境區(qū)域周圍建有工廠廠房和2片規(guī)模比較大的居民區(qū)，水體易受生活、生產(chǎn)污水的污染，所以技術(shù)人員根據(jù)遙感技術(shù)特點(diǎn)在水體中設(shè)置了監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測水體排污、富營養(yǎng)化以及熱效應(yīng)。經(jīng)過一段時(shí)間監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)水體發(fā)黑并伴隨著臭味，遙感技術(shù)監(jiān)測到水體反射率極低，這表明水體中有機(jī)物含量超標(biāo)從而導(dǎo)致水體內(nèi)部缺氧，使水體受到了一定程度的污染。在尋找污染源時(shí)，通過分析紅外傳感器收集的水體紅外輻射光譜，最后發(fā)現(xiàn)水體污染是生活排污導(dǎo)致的。

3.2 大氣環(huán)境。遙感技術(shù)監(jiān)測大氣環(huán)境時(shí)，以狀態(tài)監(jiān)測為主。遙感技術(shù)劃分了大氣監(jiān)測區(qū)來跟蹤大氣的變化，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位污染源。大氣環(huán)境內(nèi)，氣體成分比較多，如：臭氧、甲烷、二氧化碳等，不同的氣體對應(yīng)著不同的吸收光譜，遙感技術(shù)根據(jù)光譜波段特點(diǎn)就可以監(jiān)測出大氣環(huán)境的狀態(tài)。舉例分析大氣環(huán)境中，遙感技術(shù)的監(jiān)測應(yīng)用：

熱島效應(yīng)，遙感技術(shù)監(jiān)測熱島效應(yīng)，是利用熱紅外遙感的方法收集大氣中的遙感數(shù)據(jù)，并以日、年為單位，記錄大氣熱島效應(yīng)的指數(shù)[4]。遙感技術(shù)監(jiān)測熱島效應(yīng)，最先是規(guī)劃出熱島效應(yīng)的大致范圍，再通過對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后確定熱島效應(yīng)的范圍。植被與熱島效應(yīng)是有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的，所以通過合成植被圖像分析監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的植被狀態(tài)，就能精確計(jì)算出熱島效應(yīng)的范圍，而利用高空分辨率的方法，預(yù)估大氣環(huán)境的溫度，再參考地表溫度，就能判斷大氣是否存在熱島效應(yīng)。

有害氣體，遙感技術(shù)能通過地物反射率、邊界模糊等參數(shù)，預(yù)測大氣環(huán)境內(nèi)是否存在有害氣體。例如：遙感技術(shù)通過監(jiān)測地物可見光的反射率，并參照太陽光譜來分析大氣成分的含量。遙感技術(shù)還能通過在特定監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測并記錄氣體含量，與標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行對比來判斷大氣中的氣體狀態(tài)。endprint

氣溶膠監(jiān)測，大氣環(huán)境中的氣溶膠以液態(tài)或固態(tài)的懸浮物為主。工廠廢氣排放、沙塵暴等，都是引起氣溶膠污染的直接原因。遙感技術(shù)中，是運(yùn)用衛(wèi)星傳感器從拍攝點(diǎn)獲取大氣環(huán)境的影像，通過計(jì)算影像中的氣溶膠厚度來反饋氣溶膠污染狀態(tài)。

3.3 土地環(huán)境。土地環(huán)境是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重點(diǎn)，遙感技術(shù)在監(jiān)測土地環(huán)境分成了3個(gè)部分。首先遙感技術(shù)專門在土地污染區(qū)監(jiān)測植被的生長變化，把特殊的生長信息反饋到光譜上，通過光譜特點(diǎn)分析土地環(huán)境的污染狀態(tài)；然后是監(jiān)測土壤狀態(tài)，遙感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤環(huán)境的狀態(tài)，同時(shí)監(jiān)控其是否存有異常，例如：某遙感監(jiān)測案例中選取2015年和2016年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析某地土地退化情況。遙感技術(shù)監(jiān)測該地區(qū)5個(gè)縣區(qū)的土地退化情況，標(biāo)記為A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D縣、E縣，2015年監(jiān)測的土地狀況指標(biāo)是6.714、15.759、3.301、17.014、9.652，2016年監(jiān)測的指標(biāo)依次為6.721、15.743、3.301、17.014、9.662，2016年與2015年相比，各區(qū)縣土地狀況指標(biāo)相差極小，則可以認(rèn)為土地狀況穩(wěn)定；最后是監(jiān)測土地資源的利用狀態(tài)，遙感技術(shù)利用高分辨率的成像，監(jiān)測土地開發(fā)、耕種、綠化等情況，防止土地資源過度消耗，進(jìn)而維護(hù)土地環(huán)境的穩(wěn)定性。

3.4 固廢污染。生態(tài)環(huán)境管理中，監(jiān)測固廢污染是不可忽視的一項(xiàng)工作。城鎮(zhèn)建設(shè)加劇了固廢污染程度，如：工業(yè)垃圾、生活垃圾等。遙感技術(shù)監(jiān)測生態(tài)環(huán)境中的固廢污染時(shí)，通過收集監(jiān)測點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，分析圖像中的顏色、形態(tài)等因子，解譯圖像數(shù)據(jù)中的信息，能客觀地反饋出固廢的分布狀態(tài)，也能表達(dá)固廢污染的規(guī)模[4]。現(xiàn)階段，遙感技術(shù)在固廢污染監(jiān)測中，主要是通過收集高分辨率的影像直接識別固廢污染，從而得出詳細(xì)的固體廢物污染信息，在展開固廢污染的治理工作時(shí)就能準(zhǔn)確找出違反規(guī)定的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)排查整治違規(guī)堆放、非法排污，從而有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段我國生態(tài)環(huán)境污染已經(jīng)成為一個(gè)亟需解決的問題，我們應(yīng)根據(jù)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀全面落實(shí)遙感技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)范好監(jiān)測的流程，致力于監(jiān)控生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)，積極治理生態(tài)環(huán)境中的污染問題。遙感技術(shù)的應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中具有很大的發(fā)展?jié)摿?，如自動化遙感監(jiān)測、3S技術(shù)、一體化監(jiān)測等，合理地規(guī)劃遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的發(fā)展方向，從環(huán)境保護(hù)的角度來推進(jìn)遙感技術(shù)的發(fā)展，必定能夠?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境的監(jiān)測和管理提供高效的支持。

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