福建省廈門環(huán)境監(jiān)測中心站 陳向進(jìn)

在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測與管理，遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中能夠發(fā)揮非常重要的作用。遙感技術(shù)以衛(wèi)星、航空遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行動態(tài)化地監(jiān)測，對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，從而避免生態(tài)環(huán)境污染加重。本文首先針對遙感技術(shù)進(jìn)行了概述，并分析了遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)越性，最后探討遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用及其應(yīng)用流程。

在環(huán)境污染控制與治理中，環(huán)境監(jiān)測的重要性是不言而喻的。自遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中被應(yīng)用之后，傳統(tǒng)監(jiān)測方式得到改進(jìn)，可以對時間與空間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。最終可以使監(jiān)測質(zhì)量得到提高，而且工作效率也提升很多。在目前的發(fā)展大環(huán)境下，遙感技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。

1 遙感技術(shù)

無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以針對生態(tài)環(huán)境景象和信息環(huán)境的景象進(jìn)行信息采集。然后，通過針對影像進(jìn)行處理，可以直觀展現(xiàn)生態(tài)地表的景觀動態(tài)與變化規(guī)律。與此同時，可以收集生態(tài)景觀變化、地勢變化以及自然資源受損等信息。通過分析其變化規(guī)律，了解所在片區(qū)生態(tài)環(huán)境的特征和變化規(guī)律。根據(jù)目前我國遙感技術(shù)的研究現(xiàn)狀可知，通過遙感技術(shù)，不僅能夠針對土地和水環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，而且還可以采集大氣環(huán)境中的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息。在傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)數(shù)據(jù)信息采集中，因為信息不夠準(zhǔn)確、定位差等問題限制了其發(fā)展。隨著生態(tài)環(huán)境的改變，如果還是使用傳統(tǒng)的生態(tài)信息數(shù)據(jù)采集模式，那么就很難適應(yīng)現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境發(fā)展實際需求。借助遙感技術(shù)獲取高清的圖像，更有利于地圖外業(yè)分析調(diào)查工作的開展。

2 遙感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的優(yōu)越性分析

遙感技術(shù)是一種探測技術(shù)，它的綜合性要求較高。在實際應(yīng)用中，可以看到，它的主要優(yōu)勢是檢測的范圍較大、工作效率較高、技術(shù)先進(jìn)、工作方式手段較多等。

2.1 相較于傳統(tǒng)方式，其感測的范圍較大

生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測所涉及的范圍較廣，如果需要感測范圍大，并且綜合性強(qiáng)，那么遙感技術(shù)就適合這種場合。遙感技術(shù)的主要原理是借助飛機(jī)或者是衛(wèi)星進(jìn)行一些航空相片或衛(wèi)星圖像的拍攝。這種拍攝方式所觀察到的視域范圍是人為觀察所不能實現(xiàn)的。不僅如此，該技術(shù)還可以針對宏觀環(huán)境進(jìn)行研究，從而使環(huán)境監(jiān)測工作具有立體化建設(shè)的導(dǎo)向，使環(huán)境監(jiān)測的范圍更廣，立體性更強(qiáng)。

2.2 獲取的信息量較廣，工作效率較高

遙感技術(shù)獲取的信息量較廣，而且其工作效率比較高。跟傳統(tǒng)的監(jiān)測方式不同的是，該技術(shù)使用了先進(jìn)的飛行工具，掌握的環(huán)境圖像和數(shù)據(jù)資料更全面，能夠大大促進(jìn)環(huán)境進(jìn)程工作的工作效率的提升。與此同時，該技術(shù)可以借助電子光學(xué)儀器或者是計算機(jī)進(jìn)行圖像和數(shù)據(jù)信息的傳道和接收，使監(jiān)測工作實現(xiàn)現(xiàn)代化。鑒于此，可以為以后的環(huán)境數(shù)據(jù)模型構(gòu)建打下更好的基礎(chǔ)。

2.3 技術(shù)先進(jìn)，工作方式手段較多，具有動態(tài)性

在當(dāng)今時代，我國的生態(tài)環(huán)境處于動態(tài)變化之中，通過遙感技術(shù)，就可以針對這種動態(tài)變化進(jìn)行及時監(jiān)測。通過遙感技術(shù)，不僅僅可以獲得可見光波段的信息，還可以有效的獲得紫外、紅外等波段的信息。除此之外，其工作方式手段也較多，甚至可以通過掃描方式來獲取環(huán)境進(jìn)行。最后，其更新數(shù)據(jù)和圖像信息的速度很快，能夠動態(tài)把握環(huán)境的改變。

3 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的具體應(yīng)用

3.1 遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用

在生態(tài)環(huán)境中，水環(huán)境的變化具有復(fù)雜性和隱蔽性特征。所以，就水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測而言，其要求是較高的。借助遙感設(shè)備，依托遙感技術(shù)的支持，可以掌握水環(huán)境生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實和全面數(shù)據(jù)信息，從而了解真實的水環(huán)境狀態(tài)，為以后的水環(huán)境保護(hù)做好前期監(jiān)測工作。比如，當(dāng)水體出現(xiàn)色度上升、濁度上升的時候，在遙感設(shè)備的監(jiān)測下，可以監(jiān)測到水體植物和動物的生存狀況，以及針對水體中的溶解氧含量進(jìn)行測量。擴(kuò)大遙感監(jiān)測范圍、紅外線光譜等方式，可以了解到水體中有機(jī)物含量，從而及時采取凈化處理措施。

遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的過程中，可以使用無人機(jī)搭載多光譜成像儀等機(jī)械設(shè)備設(shè)備，針對水環(huán)境實際情況進(jìn)行監(jiān)測，獲得多光譜圖像數(shù)據(jù)信息。這樣，我們就可以從宏觀的視角對水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。針對一些水域面積較小的水體，或者污染類型較為復(fù)雜的水體，使用遙感技術(shù)往往能夠起到較好的監(jiān)測效果。

通過實踐可知，借助遙感技術(shù)，針對水質(zhì)富營養(yǎng)化和水體的透明度、水體污染程度都可以進(jìn)行監(jiān)測，而且地表水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)比一般的監(jiān)測技術(shù)要更準(zhǔn)確。當(dāng)水體被污染之后，反射光譜就會在遙感影象色調(diào)上展現(xiàn)出來。然后通過圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到灰度值，與正常的灰度值進(jìn)行比較，可發(fā)現(xiàn)其差異。通過遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可知水體的色彩灰度值、污染程度與水質(zhì)的污染程度是可以一一對應(yīng)的。因為如果水質(zhì)污染越嚴(yán)重，那么水體顏色越暗。然后利用遙感成像數(shù)據(jù)灰度值、水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，可以構(gòu)建回歸分析評析模型分析評析模型。這樣，我們就可以分析水體的污染情況。

3.2 遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用

在大氣環(huán)境監(jiān)測中，可以針對多種吸收光譜的氣體成分進(jìn)行監(jiān)測，比如二氧化碳、甲烷、臭氧、二噁英等氣體等。然后，工作人員根據(jù)不同的吸收光譜的特征，進(jìn)行針對性地監(jiān)測，根據(jù)其擴(kuò)散情況，發(fā)現(xiàn)污染物來源，從而方便后續(xù)的大氣污染治理。在大氣環(huán)境監(jiān)測中，污染物的監(jiān)測工作是非常關(guān)鍵的。了解太陽光譜的被吸收情況，從而明確大氣污染物的含量，使工作人員能夠更快地找到大氣污染物的來源，幫助后續(xù)對大氣污染進(jìn)行治理。

通過針對大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，不僅可以對大氣中的溫濕度、粒子濃度進(jìn)行監(jiān)測，還可以針對臭氧和二氧化氮等氣體的指標(biāo)氧化氮等氣體的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。采集的樣本通過實驗室分析進(jìn)一步進(jìn)行分析與研究。遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用實踐表明，該技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，因為其視野更為開闊。借助遙感衛(wèi)星技術(shù)，可以使大氣環(huán)境解析成像，明確污染程度和污染物擴(kuò)散范圍。在此基礎(chǔ)上建立遙感影像立遙感影像，以此來有效量化和評價污染情況。

3.3 遙感技術(shù)在土地環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用

土地生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測如果僅僅是通過直接得到數(shù)據(jù)，往往會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確或全面。為了解決此弊端，可以針對地表的植被的生長情況、覆蓋率大小和開墾情況等多方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而更為準(zhǔn)確地了解生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量情況。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，使用遙感技術(shù)的效率要更高一些。因為在城區(qū)，人工建筑和道路對土壤的影響較大，所以分析和評估土地的生態(tài)環(huán)境要更為復(fù)雜一些。通過遙感技術(shù)，如果發(fā)現(xiàn)某地區(qū)的植被量下降幅度很大，開墾速度也增加，那么就需要考慮人為破壞的情況，從而方便后續(xù)的土壤治理工作的開展。

4 遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用流程

遙感技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用流程。主要流程包括以下三個方面。

4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的所有流程中，第一步就是要針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，這一步是關(guān)系到后續(xù)數(shù)據(jù)分析以及制圖表工作流程的重要步驟。在預(yù)處理中，首先是針對數(shù)據(jù)規(guī)格和格式進(jìn)行統(tǒng)一化。這樣，可以使數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間可以進(jìn)行對比，統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)才能使后續(xù)的數(shù)據(jù)處理效率更高。第二步，針對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步歸一化。通過針對監(jiān)測數(shù)據(jù)歸類整理之后，然后通過計算機(jī)數(shù)據(jù)處理，得到二維圖和線性分析表。第三步是做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的校正。根據(jù)已有的地形圖和衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)，對采集的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行一些必要的校正，從而使監(jiān)測數(shù)據(jù)出錯的概率減小，提高數(shù)據(jù)分析質(zhì)量。

4.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)處理

由于現(xiàn)實中的生態(tài)環(huán)境是動態(tài)變化的，所有監(jiān)測到的數(shù)據(jù)也必定會處于動態(tài)變化狀態(tài)。所以，就環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)工作人員而言，必須針對數(shù)據(jù)做動態(tài)處理。常見的方法是元二分法，通過該方法，可以對數(shù)據(jù)的變動趨勢進(jìn)行分析，從而采取針對性治理措施。比如，針對某區(qū)域的植被覆蓋率進(jìn)行監(jiān)測，在不考慮人為干預(yù)的前提下，發(fā)現(xiàn)植被覆蓋率數(shù)據(jù)異常。此時，就需要查明植被覆蓋率數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的原因。比如，如果出現(xiàn)植物大面積枯萎形成裸土，要分析是不是病蟲害的原因。

4.3 綜合評價監(jiān)測數(shù)據(jù)

由上文可知，遙感技術(shù)、遙感設(shè)備得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是比較多的，所以工作人員需要在對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和動態(tài)處理之后，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評價。具體評價參考因素包括已有的水環(huán)境、大氣環(huán)境、土地環(huán)境等數(shù)據(jù)。這樣，可以提高污染治理的質(zhì)量，提高環(huán)境污染治理的效率。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工廠數(shù)量的增加，汽車保有量的逐年增長，生態(tài)環(huán)境也在逐年發(fā)生改變。為了做好生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測工作，有必要應(yīng)用包括遙感技術(shù)在內(nèi)的先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)提高水體環(huán)境、大氣環(huán)境和土地環(huán)境等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量和效率。