試論遙感技術在環境監測中的應用

方超

（奧來國信（北京）檢測技術有限責任公司，北京 101318）

自我國改革開放以來，經濟社會的發展十分迅速，但是經濟社會的快速發展是以生態環境破壞為代價的，目前我國的生態環境問題，已經成為制約經濟發展和影響人們生活水平提高的重要問題。于是在21世紀之后，我國實行了可持續發展戰略，提出了經濟與生態環境的可持續發展。在該工作中，生態環境監測工作是十分必要的，通過對生態環境進行監測，可以幫助治理污染，加強環保工作。在現代的生態環境監測工作中，遙感技術的應用越來越普遍，所以在我國的生態環境監測中，需要適當增加遙感技術的應用。

一、遙感技術原理

關于遙感技術，它目前被廣泛當作為一種探測技術。具體來看，遙感技術的發展及其在社會各領域的應用，距今已經有半個世紀的歷程。它最早興起于上世紀六十年代。關于遙感技術的工作原理，其主要是依仗電磁相關理論，經對各式各樣的探測儀器的應用銜入，來實現應用設備本身接收記錄遠端目標輻射的電磁波信息。在早期常使用到的一些儀器設備，包括電子學探測儀器、電子學探測儀器光學探測儀器等。與傳統的單一航拍或者人工模式相比，遙感技術應用下的技術優勢如下：對接收到的電磁波信息，依照設定的程序與要求標準，對應加工處理，完成成像。經過半個世紀的發展與技術改進，遙感技術的應用范圍越來越廣泛。除了早期的繪圖之外，目前被應用于城市建設、生活管理、企業生產的方方面面。對不同的環境、地物等，均可展開探測和識別。借助于外來電磁波反射特征，將各類事物直接確立形態。

二、遙感技術在環境監測中的應用

（一）水環境中的應用

對水環境的遙感監測是基于污染水與清潔水的反射光譜特征分析，清潔水體的反射率要低于污染水的反射率，而在遙感影像中，水體表現為暗色色調，可以明顯地在紅外頻譜段上表現出來，因此，可以將水體光譜特性和水色作為水質遙感監測的指標。海洋在地球表面占面積約為70%，海洋可以緩沖太陽輻射引起的大氣自然溫度變化，可以調整極端的氣候變化。因此其中的污染也是需要重視的。目前對于海洋的污染觀測主要是海水的顏色、表面溫度、表面粗糙度和表面坡度。遙感技術對海洋監測體現在能夠提供天氣數據；實現長時間的重復探測；進行大面積的同步觀測；能夠探測到遙遠區域的數據。通過遙感監測海洋表面溫度而得到的數據可以通過繪制分析得到海洋的近況和風力強度。

（二）在海洋環境中的應用

在地球表面積中，海洋面積占據70%，在全球環境組成部分中，也是非常重要的關注內容?，F階段，雖然陸地表面問題備受關注，但是在全球環境風險評估工作中，海洋作用是毋庸置疑的。海洋的陸地環境和大氣的物理化學和生物學影響，是不可忽視的，從全球范圍來講，海洋起到一個很好的緩沖作用，能夠對大自然的自然溫度變化，起到很好的緩和作用，進而緩解極端氣候變化。從區域尺度方面來說，沿海區域海洋是洪水泛濫的潛在因素，對當地氣候有著非常重要的影響，應當不斷加強通過衛星遙感技術，來對航海環境風險進行檢測。伴隨著海洋衛星的問世，海洋監測進入新階段。目前，太空對海洋的主要觀測，主要針對的是表面溫度、粗糙度、坡度以及海水顏色，通過對海洋表面溫度的遙感監測數據，能夠對全球海洋的變化進行觀測，通過對海洋表面溫度及高度的繪制工作，能夠實現對海洋近況及海面風力程度的了解，將大氣尺度和海洋尺度之間的關系予以建立。能夠提供天氣數據，有利于對海洋從數小時到連續數周重復探測功能的實現，能夠對大面積時間同步觀測，探測范圍較廣，對于普通探測較難達到的區域數據，通過遙感就能實現。但是海洋特殊性比較突出，加上遙感探測技術的局限性，遙感觀測數據會存在一定誤差，遙感數據的取得，應當以具體測量技術數據的校準和修正工作為基礎。

（三）大氣環境監測

與水體環境檢測有所不同，對于大氣環境檢測，一般多為間接監測。關于其中的原因，即影響大氣環境的因子主要是氣溶膠、有機氣體等。相對而言，對于這類事物的監測，實際上無需遙感手段來識別分析。通常都是利用氣象衛星監測大氣溫度的分布以及水蒸氣的垂直分布特征，來予以區分。在此情形下，包括大氣中的水蒸氣、二氧化碳、臭氧、甲烷等，成分特征明顯。借助各自固有也有彼此不同的光譜輻射和吸收波長，更加清晰的分辨和推算。

（四）有害氣體的監測

有害氣體主要是指在人為或自然因素的作用，產生的給自然界生物體帶來不良影響的氣體，主要有氟化物與二氧化硫酸性氣體等。采取光譜技術，可以實現對大氣中一氧化碳、二氧化硫等有害氣體的檢測。另外，利用熒光遙感器可以對一氧化碳與二氧化硫等有害氣體的濃度進行檢測，在這些氣體檢測頻率上，可以對其熒光波長進行檢測，從而實現對其定性與定量的監測。在對有害氣體進行監測時，主要是通過間接翻譯標志來完成的。如果植物受到污染，其對紅外線的反射水平會大幅度的降低，相對于處于健康狀態的植物而言，它的顏色與紋理都會存在較大的差異。例如當前青海省西寧市投入使用的有害氣體遙感設備，該系統與園區已有的設備一起組合而成的有機體系，通過點線面等多維度對二氧化硫、氮氧化物、氨等有害氣體進行科學的預警。相關專家及學者，通過研究發現，相對于正常的楊樹而言，受污染的楊樹近紅外光波段的光譜發射率會顯著的下降，而其紅外段會顯著的增加，其葉綠素也會大大的減少，因此，在體現大氣污染的核心指標過程中，葉綠素指標是十分關鍵的一個層面。

結語

綜上，遙感技術在環境檢測上，有較強的適應性表現，可以在形成完整技術系統的過程中，盡可能地優化環境檢測數據內容。尤其在各種不同環境條件的監測工作中，可以針對水環境、大氣環境、工程環境、城區環境以及特定污染物質的內容，提高監測有效性，實現環境監督工作的整體性升級。