環境監測遙感技術的探討

李軍芳

摘 要：環境監測是環境保護的重要組成部分，對污染體監測是進行污染源控制、污染治理和環境規劃管理的技術支撐。傳統環境監測方法由于受到自然條件和時空等因素限制，具有一定的局限性。隨著遙感技術的不斷進步，遙感技術在環境監測中的應用也越來越多。本文主要對環境遙感監測的意義、應用進行了分析與探究。

關鍵詞：遙感技術；環境監測；應用；水環境監測；大氣環境

1 環境遙感監測的意義

環境遙感監測是天地一體化環境監測預警體系建設必不可少的重要環節。具有大范圍、快速、動態、客觀等技術特長，是地面環境監測的有效補充。可推動我國環境監測由點上向面上發展、由靜態向動態發展、由平面向立體發展。

《生態環境監測網絡建設方案》在“基本原則”中提出要依靠科技創新與技術進步，強化衛星遙感等高新技術應用，這說明黨中央、國務院已經充分認識到了環境遙感監測的重要性。要求必須肯定環境遙感監測發揮的重要作用。且指出今后環境遙感監測與應用不僅要成為環境管理的“眼睛”，而且要成為環境決策的“大腦”。

2 環境監測遙感技術的應用

1、水環境遙感監測技術的應用

（1）水體富營養化遙感監測

水中葉綠素濃度是浮游生物分布的指標，也是反映水體富營養化的主要因子，其中以葉綠素a尤為突出。通過現場對葉綠素生物量等數據的采樣，利用采樣數據與遙感數據反映的水體綠度指數建立起遙感回歸模型，得出水體中葉綠素及生物量的空間分布信息，從而達到監測水體富營養化的目的。

用遙感方法估算水體葉綠素濃度，國內外許多學者已經做了大量的工作。美國密歇根州R.G.Lnthrop等舊。利用Landsat一5衛星專題制圖儀（TM）數據評價了格林灣和中央湖水質的情況。近年來，國內外已開始重視采用高光譜遙感技術分析水體的波譜特征。疏小舟等利用我國自行研制的航空成像光譜儀（OMIS一Ⅱ）在太湖地區進行地表水質遙感實驗，初步研究結果表明，應用OMIs一Ⅱ光譜儀進行遙感能夠提高藻類葉綠素的定量監測精度。P.Flink等n訓利用主成分分析方法從瑞典的兩個湖泊得到小型機載成像光譜儀（CASI）數據，繪制了葉綠素的濃度圖，同時也指出了葉綠素監測的最佳波段位置和波段寬度。

（2）懸浮固體遙感監測

水中懸浮固體（ss）含量是水質指標的重要參數之一。SS不僅可以作為水體污染物的示蹤劑，其含沙量的多少還直接影響水體的透明度、水色等光學性質。一般來說，對可見光遙感而言，0.58～0.68um對不同泥沙濃度出現輻射峰值，即對水中泥沙反應最敏感，是遙感監測水中懸浮物質的最佳波段，被陸地衛星、NOAA、風云氣象衛星及海洋衛星選擇。在實際監測當中，往往選擇與懸浮物質濃度相關性好的波段，結合實測懸浮物質的數據進行分析，從而建立特定波段輻射值與懸浮固體濃度之間的關系模型，然后對該波段輻射進行反演，得出懸浮固體的濃度。

（3）油污染遙感監測

遙感監測石油污染不僅能夠發現污染源、確定污染的區域范圍和估算石油的含量，而且通過連續監測，能夠得到溢油的擴散方向和速度，預測將會影響的區域。在2002年“威望”輪溢油事故中，歐洲空間局利用其ERS-2Envisat-1兩顆衛星對西班牙加利西省附近海域進行連續的溢油監測，克服了天氣條件的影響，為溢油應急反應決策提供了重要的技術支持。

（4）熱污染遙感監測

由于人類活動向水體排放的“廢熱”引起環境水體的增溫效應而產生的污染稱之為水體熱污染。水體熱污染可直接影響到水生生物的多樣性，導致局部生態系統的破壞，從而影響人類的生產生活。遙感監測水體熱污染是一種有效的宏觀監測手段，目前主要的探測方法有熱紅外遙感和微波遙感。

2、大氣環境遙感監測技術的應用

第一，臭氧層監測。臭氧對低于0.3微米紫外區電磁波具有較高的吸收能力，基于此，臭氧層臭氧含量多少的測定可通過紫外波段進行。吸收帶在2.74毫米位置，應選用11083MH2頻率的地面微波輻射計與射電望遠鏡進行大氣中臭氧垂直分布的監測，如大氣臭氧不斷增加其含量，將導致溫度不斷上升，這種情況下，可選用紅外波段進行大氣臭氧層監測。

第二，監測大氣氣溶膠。大氣氣溶膠一般是指煙、霧、塵等。這些大氣氣溶膠的形成往往是因為火山爆發、火災及工業廢氣等。污染物位置及范圍的確定可以直接通過遙感圖像進行分析，同時預測、預報時可遵循其位移情況及發展規律進行分析。如漂浮于低空的塵埃，可利用對植物受害程度的監測進行間接研究。

第三，監測有害氣體。二氧化硫氟化物等有害氣體在人為、自然條件下產生，這些有害氣體對生物肌體將造成嚴重的危害，一般選用間接解譯標志進行，受污染后植被反射紅外線的能力將有所降低，與正常植被相比，受污染后植被的顏色、紋理與動態標志都發生了極大的改變，如彩紅外圖象顏色會變暗，樹木郁閉度降低等，通過這些特性可以對污染情況進行間接分析。

第四，監測城市熱島效應。城市熱島效應是由于城市人口密集、產業集中，進行形成了市區溫度比郊區溫度高的小氣候情況。這種現象屬于大氣熱污染氣候，一般對城市熱島效應進行監測的方式都會選用流動觀測結合定點觀測的方式。但這種方式具有較高的成本、其監測范圍較小，同時很容易受到各種因素的影響，其極限性較大。遙感技術在城市熱島效應監測中的應用，不僅提高了監測的精確度，還降低了成本。并實現了定性到定量、靜態到動態的轉變，實現了較大范圍同步監測，同時可以對城市熱島效應內部熱信息的區別進行提取與分析。

3、土地環境遙感監測技術的應用

目前不斷出現環境變化問題，如全球碳循環的量化與氣候變化的生物反饋，要求數據對大面積土地覆蓋特點進行描述，遙感技術主要以人造衛星為基礎，是一個強大的制作陸地覆蓋圖工具，通過光譜的差別對土地覆蓋類型進行分類。從上個世紀80年代起，在全球變化、可持續發展中遙感數據已經得到了廣泛地應用。作為全球變化研究項目的重要組成部分，土地利用與土地覆蓋研究在遙感技術的應用下取得了不錯的成績。

作為環境的主要組成成分，植被可以對區域生態環境進行反映，還是解譯土壤、水文等因素的標志。在大型植被、生物物理及生態學參量研究、估算中遙感技術的應用十分有利。應用遙感圖像可以進行臨時分析，同時還可以將附近地區全面的數據提供給相關部門，隨著遙感技術水平的提升，可以有效提高植被指標的準確度，如葉面積指數、單位面積等。

按照氣候、可燃物積累及含水量等因素，促使衛星遙感技術結合地理信息系統與全球定位系統，可以對森林火災可能發生的區域、時段及等級進行準確預測，這樣可以對火災產生的損失降到最低，并能第一時間選用行之有效的措施進行有效處理。

3 結束語

綜上所述，隨著科學技術水平的不斷提升，遙感技術作為環境監測的重要技術之一，其監測結果是否準確，對生態環境可持續發展具有關鍵性的作用。在環境監測中，應對國際資源環境衛星系統進行充分利用，加大我國環境監測遙感技術的應用力度，完善環境監測體系，為人類的發展及美化環境提供一份可靠的保障。

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