生態環境影響評價中無人機遙感技術的應用

張宣

(河北新瀾環保工程集團有限公司，河北 保定 071000)

1 無人機遙感技術分析

1.1 熱紅外遙感技術

無人機遙感技術中的熱紅外遙感技術，主要是將被觀測的電磁波輻射源作為目標物，在無人機中所采用的紅外探測器設備的電磁波段為3～5μm及8～14μm。在地表常溫物體探測過程中，電磁紅外探測器設備的電磁波段波段通常為8～14μm，對目標物的輻射特征進行探測，分析目標物的輻射發射率和溫度，準確進行物質材料類型的判斷和鑒別，按照熱輻射特點進行目標物的評價。

1.2 可見光與反射紅外遙感技術

應用可見光與反射紅外遙感器能夠準確進行大氣污染物、水體污染物、固體廢棄物、熱污染物和溫室效應污染物的監測，是無人機遙感技術中非常成熟的技術措施。此類技術應用于環境污染監測中，能夠通過全面整合傳感器不同譜段的信息源，并采用現代化的信息提取技術和圖像處理技術，精確地識別環境污染物，提升檢測效率和效果。

1.3 高光譜遙感技術

近年來，我國在對地觀測技術研究過程中，研發出高光譜遙感技術，該技術可通過高光譜分辨率與高空間分辨率的遙感數據信息進行對地觀測，并與傳統的光譜維度與圖像維度的信息有機進行整合，不僅能夠準確地采集地表空間圖像，還能獲得各個地物的持續性光譜數據，并能夠根據物的光譜特點，準確地識別地物的類型和成分，因而具有對環境污染物進行監測的作用。

2 生態環境影響評價中無人機遙感技術的應用價值

無人機遙感技術在生態環境影響評價中的應用具有重要意義，主要表現為：其一，能夠提升環境影響評價工作的便利性和安全性。近年來，無人機遙感技術的自動化和智能化程度有所提升，環境影響評價人員只需要在應用該技術之前合理編制無人機航線和遙感參數，即可進行各類環境影響評價，無需進入到非常危險的區域，因而提升了環境監測工作的安全性和便利性；其二，采用無人機遙感技術可以高效化、及時性進行各類環境影響評價數據信息的處理，尤其是近年來我國相關部門研發出數字化攝影測量平臺，可加快無人機遙感數據的處理速度，提升數據信息處理的精確性和準確性，為環境影響評價工作的高質量和有效性開展提供助力。

3 生態環境影響評價中無人機遙感技術的應用措施

3.1 篩選最佳的應用措施

目前我國在生態環境影響評價過程中，通常是進行水質、大氣和生態植被方面的監測和評價，為了全面發揮無人機遙感技術的價值，應明確該技術的應用措施，確保其能夠提高生態環境影響評價工作的效果。

3.1.1 水質監測評價中的應用

水質監測評價過程中采用無人機遙感技術，可根據遙感技術在污水與清潔水中所反射光譜的差異性進行環境影響評價，例如：水質清澈的情況下利用遙感技術所形成的圖像顏色很深，此情況下可通過衛星mss、TM圖像數據信息及spot衛星HR v數據信息等，準確進行水質環境影響的評價，尤其是在水污染監測的過程中，因石油膜的表面較為光滑，具有致密性，與水體相比遙感反射率更高、發射率更低，光譜特性層面也存在一定差異，所以可采用微波輻射技術，對水中的油和水溫度亮度進行測量，或是利用無人機遙感技術獲得油和海水的微波波段發射率，從而準確地區分海水和油。再如：在對水體富營養化污染物進行監測期間，由于水中含有大量的浮游植物，對水體反射光譜特征會產生影響，在可見光范圍內，采用無人機遙感技術所獲得的富營養化水體光譜反射率更低，近紅外波段，而富營養化水體的光譜反射率較高，彩色紅外圖像中出現紫紅色或是紅棕色，因而可證明水體有富營養化。另外，還可利用遙感技術進行水體富營養化程度的監測，獲得水體葉綠素和懸浮物含量的數據信息，動態化進行水環境影響評價，建立相應的評價系統和評價網絡，通過無人機遙感技術及時發現水體污染問題，準確預測水環境污染的發展趨勢，為環境污染評價工作和環保工作的有效實施提供準確依據。

3.1.2 大氣監測評價中的應用

在對大氣環境進行監測評價的過程中，可采用無人機遙感傳感器進行大氣結構監測、狀態監測和環境變化監測，按照近紅外線到紅外線的范圍，明確電磁波譜的范圍。同時，還可利用無人機遙感傳感器技術進行大氣有害氣體的監測、甲烷和氣溶膠的監測、二氧化碳和二氧化硫的監測等，但是在具體操作中需要注意，無人機遙感技術很難直接識別此類氣體物質的三維分布狀況，因此，需要通過測量大氣吸收光譜、散射光譜和輻射光譜等識別有害氣體物質的三維分布狀況。

當前，我國在大氣環境監測評價過程中尚未統一設定無人機遙感技術的分類標準，可根據無人機遙感平臺的差異性，將大氣遙感監測評價劃分為地基類型、空基類型兩種，也可根據電磁波輻射源的特點，分為主動類型和被動類型的無人機遙感技術，但是無論何種類型技術，都必須要按照大氣環境影響的監測評價需求，制定完善的應用技術方案，例如：大氣環境中的氣溶膠粒子來源非常復雜，并且氣溶膠不是污染物質，而是因為攜帶有害有毒物質而導致大氣環境受到污染。因此，在進行大氣環境影響監測評價時，需采用無人機遙感技術進行大氣氣溶膠物質分布狀況的推算，以此為基礎進行氣溶膠對大氣環境污染程度的分析。

3.1.3 生態植被的監測評價

從本質上講，良好的生態環境需要有多樣化的植被植物生長，一旦植物植被受到破壞，將會對生態環境造成不利影響。因此，合理進行生態植被環境影響評價十分重要，在此過程中，可采用無人機遙感技術，準確地進行植被葉面積指數的測量，對無人機遙感技術的輻射與吸收功能進行整合，準確監測植被的物種類型和化學成分，判斷大型植被和生物物理、生物參數的相關性。同時在生態植被的環境影響評價過程中，還需要按照實際情況篩選最佳的無人機遙感技術，例如：生態環境無人機遙感監測中TM數據信息的覆蓋面很廣，具有較高的空間分辨力，對植被與NOOA的數據敏感性很高，而操作的成本較低，很少受到地域性限制，因此在生態植被環境影響監測評價過程中可采用無人機遙感技術的TM數據、NOOA數據信息等進行分析，準確監測生態植被的生長情況、被破壞的情況等，為相關部門提供區域范圍內生態植被的環境影響評價依據，使有關部門能夠按照評價結果制定出完善的生態環保方案[1]。

3.2 明確無人機遙感技術的應用領域

雖然在生態環境影響評價過程中采用無人機遙感技術具有重要意義，但是由于不同領域的生態環境影響評價重點不同，如果不能按照不同領域的工作需求合理利用無人機遙感技術，將難以全面發揮該技術的應用價值。因此，在用無人機遙感技術進行生態環境影響評價的過程中，需要明確該技術的應用領域。

3.2.1 公路工程領域

我國公路工程項目的施工量很大，整體施工線路很長，項目周圍的地形條件非常復雜，施工工作會對原來的生態系統造成影響，可能會導致自然景觀的破壞，或是生態環境的破壞。同時從生態環保角度出發，公路工程項目的施工會破壞地表植被的覆蓋，尤其是生態環境較為脆弱的區域，施工工作會帶來嚴重的環境問題，而傳統工作中主要使用現場調查的方式對公路工程的生態環境影響情況進行評價，很難確保評價工作的準確性。因此，應采用現代化的無人機遙感技術，監測工程項目施工工作對生態環境所造成的破壞、具體的破壞程度等，例如：在公路工程施工現場設置無人機遙感技術設備，通過無人機航線的合理設定和遙感技術參數的設定，全面監測整個施工范圍內的便道和臨時設施對植被產生的影響、工程取棄土場對植被的影響，并將獲得的環境影響評價數據信息反饋給環保部門，這在一定程度上能夠提升環境保護的效率。另外，可采用無人機遙感技術定量分析公共工程的景觀格局，準確評價施工前后的生態環境變化情況，深入了解公路工程施工對環境所產生的影響，確保環境影響評價結果的精確性。

3.2.2 礦產開發工程領域

近年來，我國對礦物質資源的需求量不斷增加，礦產開發的規模和數量開始增多，而在礦產開發過程中不僅會排放大量污染物，還會導致區域范圍內原本的生態環境受到破壞，如果無節制地進行礦產開發，將會導致原本的土地利用形式和能量流動過程發生改變，地表植被和水體環境、大氣環境等受到嚴重破壞，因此，需要相關部門進行礦產開發工程的環境影響評價。在進行環境影響評價時也根據礦產開發工程的特點，可以采用無人機遙感技術，制定無人機航行計劃和遙感技術應用計劃，準確監測礦產開發過程中的水土流失問題、土地退化問題和地表塌陷問題等，利用無人機遙感系統以最快速度進行環境空間數據信息的采集分析，準確評價礦產生產以生態環境產生的影響，便于相關環保部門科學有效地應對環境污染問題[2]。

3.2.3 農業土壤監測領域

農業用地是農業經濟發展過程中的基礎載體，近年來，由于在農業生產過程中大量使用化肥和化學農藥，導致農業用地出現嚴重的土壤污染問題。與此同時，部分農業用地與工業生產的污染物排放點距離較近，可能會出現土壤重金屬污染問題，導致土壤質量降低，這不僅會引發嚴重的生態環境問題，還會降低農業經濟的發展水平，因而合理進行農業土壤的監測受到廣泛重視。因此，在生態環境影響評價過程中，需重點加強農業土壤的監測，采用先進的無人機遙感技術開展相關工作，準確記錄并分析農業用地土壤上的植物生長狀況，分析無人機遙感的光譜表現情況，按照土壤光譜數據信息進行土壤污染物含量特征、重金屬含量變化的監測，深入進行土壤環境影響的評價。在應用無人機遙感技術的過程中，需要在無人機上合理設置多光譜設備和高光譜設備，深入進行區域范圍內農業土壤污染信息的采集和提取，并將這些信息導入專業化的軟件，通過模型進行光譜評估，再利用評估結果準確評價土壤污染物的分布狀況和具體污染程度，使有關部門能夠切實根據農業土壤的監測結果制定完善的環保工作方案，進一步提升環境保護工作的效果。

3.2.4 地質災害調查領域

近年來，我國部分地區頻繁發生洪水、地面塌陷和地震等地質災害，對生態環境造成了嚴重影響，因此生態環境影響評價工作十分重要。然而如果采用傳統的現場地質調查方式，會導致調查人員的安全受到危威，因而在此種情況下就應該使用先進的無人機遙感技術，通過無人機飛行的形式進行地質勘察，并按照地質災害發生的特點，合理控制無人機的飛行高度和飛行路線，從多個角度進行地質災害狀況的拍攝，從而獲得具體且詳細的影像資料，并在建立相應的三維立體模型的同時，采集遙感光譜數據信息，深入觀察地質災害地區的環境影響情況，編制完善的地質災害環境影響的評價方案和計劃，為有關部門進行地質災害區域的人口轉移和災后重建工作提供助力[3]。

3.3 完善技術持續性應用的方案

在生態環境影響評價過程中采用無人機遙感技術，雖然能夠切實保障公路工程、礦產開發工程、農業生產和地質災害對環境影響評價結果的準確性，但是如果只注重前期的環境影響評價，技術應用缺乏持續性，將會導致環保工作的實施受到不利影響，難以為環境的持續性和有效性保護提供支持。因此，在采用無人機遙感技術進行生態環境影響評價的過程中，需要制定完善的技術持續性應用方案。

3.3.1 持續性進行場地調查

在完成初步的環境影響評價后，還需持續性采用無人機遙感技術開展場地的調查工作，詳細進行目標地區的勘察，例如：在無人機遙感設備上增加設置全色相機和光譜相機，獲得分辨率很高的圖像，準確進行現場信息的分析和提取，并將所獲得的攝像信息和遙感信息等轉變成為DTM與DSM，為生態環境影響評價后續工作的開展提供依據。與此同時，可在無人機傳感設備中設置GIS軟件，準確進行目標區域環境污染情況的分析，記錄區域內關鍵性的學校和醫院等信息，降低環境影響評價過程中的調查成本，提升整體工作效率。同時，可以將采集到的數據信息實時地上傳至無人機遙感大數據系統，使有關工作部門能夠持續進行區域環境污染和影響情況的評價、監測，從而為環境保護工作的良好開展夯實基礎[4]。

3.3.2 持續性進行生產過程的環境影響評價

公路工程施工、礦產開發工程的施工都會對生態環境造成污染和破壞，因此需要持續性進行生產過程的環境影響評價。通過采用無人機遙感技術可獲得正向影像資料圖和遙感光譜圖，準確提取生產過程中的環境變化信息，持續獲得施工工作對環境影響的評價結果。同時也可采用無人機遙感技術提取工程施工的關鍵信息，例如：公路施工期間使用無人機遙感技術提取廢棄土場和取土場的環境污染信息，全方位進行監測分析，一旦發現施工企業有嚴重的環境污染行為就要立即制止，以免公路工程施工對環境造成嚴重破壞。

3.3.3 持續性進行環境修復后的環境影響評價

采用無人機遙感技術進行生態環境影響評價后，相關部門按照評價結果進行環境修復，由于整體環境治理和修復工作較為復雜，為確保完成修復后能夠盡可能恢復生態環境功能，需要持續采用無人機遙感技術進行環境修復后的環境影響評價工作，科學設定無人機的航線和遙感參數，準確進行區域內詳細影像學資料的提取，構建正射影像模型、三維點云數據模型和DSM數字模型，長時間、動態化進行環境修復效果的監測分析，并將數據信息傳輸到大數據平臺，為環境的有效修復和治理夯實基礎[5]。

4 結語

綜上所述，在生態環境影響評價中應用無人機遙感技術具有一定價值。為了全面發揮無人機遙感技術的應用意義，在生態環境影響評價過程中，應篩選最佳的無人機遙感技術，明確該技術主要的應用領域，完善技術持續性應用方案和計劃，確保能夠利用無人機遙感技術提升生態環境影響評價工作的全面性和可靠性，為環保工作的良好開展助力。