遙感技術在生態環境監測中的應用研究
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【摘 要】環境監測作為控制和治理環境污染的主要手段之一，在當前環境污染緊張的局勢下，發揮著不可替代的作用。遙感技術是一門綜合性探測技術，具有感測范圍大，獲取的信息量廣、效率高，手段多、技術先進等特點，遙感以其先進的技術在環境領域得到了廣泛應用。本文主要分析了遙感技術在生態環境監測中的應用策略。
【關鍵詞】遙感技術;生態環境監測;優勢;應用;
隨著我國大氣、水等環境的污染日趨嚴重，對生態環境的檢測手段的使用將變得非常必要。遙感技術在生態環境監測中的應用突破了傳統手工監測方法的局限，實現了時間和空間轉移，從野外監測轉入室內監測，憑借其時效性強，信息量大，數據客觀真實，可比性好等優勢，在環境監測領域中得到了廣泛應用和長足發展。筆者從遙感技術的概念、優勢分析入手，探討了遙感技術在生態環境中的監測流程，分析了遙感技術在水污染環境、大氣污染環境、固體廢棄、生態環境監測中的應用策略。
1遙感技術概述
1.1遙感的概念
遙感技術是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，遠距離不直接接觸物體而識別、測量并分析目標物性質的技術。它通過對地觀測裝置，利用地球上不同物體具有不同的光譜特性實現對地觀測，獲取有用信息。
2遙感技術在環境監測中的優越性
2.1感測范圍大，具有綜合、宏觀的特點
遙感從飛機上或人造衛星上，居高臨下獲取的航空像片或衛星圖像，比在地面上觀察視域范圍大得多。遙感技術能從空中大面積地進行宏觀環境的研究，使環境監測工作向立體監測方向發展，實現快速進行大范圍、立體性的環境監測。
2.2具有獲取的信息量廣、效率高的特點
由于遙感技術應用了現代的飛行工具，它可以高速度地獲得圖像和數據資料，因而可以大大加快環境監測的進程。同時近代遙感資料運用電子光學儀器及電子計算機進行傳導、接收、處理、解譯、編圖，使宏觀環境監測工作實現現代化，同時為環境數據模型的建立創造了條件。遙感所獲得的信息量遠遠超過了用常規傳統方法所獲得的信息量。
2.3具有手段多、技術先進的特點
可適應于人們無法進行常規監測、地面工作難以進行的地區，如高寒山區、原始森林、沼澤、沙漠、凍土、冰川、海洋生態環境的監測。它不僅能獲得地物可見光波段的信息，而且可以獲得紫外、紅外、微波等波段的信息。不但能用攝影方式獲得信息，而且還可以用掃描方式獲得信息。
2.4獲取信息快、更新周期短，具有動態監測特點
對一個地區能反復成像，可取得最新的、精確的環境動態變化資料，周期性地對大范圍的環境動態進行監測。可通過不同時相取得的資料及像片進行對比、分析和研究地物動態變化的情況，為環境監測以及研究分析地物發展演化規律提供基礎。
3遙感技術在生態環境中的監測流程
以某生態遙感監測案例為主，分析遙感監測的具體流程。該案例中，遙感技術參與了水環境監測工作，并取得了不錯的成效。遙感技術在生態監測中以LandsatTM5為遙感影像數據源構建了生態監測體系，并配合地面監測數據，分析監測區域中生態環境的狀態。遙感監測流程如下：
3.1預處理
遙感技術監測生態環境，最先要對遙感數據進行預處理，統一遙感數據的規格，轉換遙感數據中的信息。遙感監測數據的預處理能解決不同時期數據的差異問題，并統一數據屬性，促使不同時期的生態環境監測信息都具有可比性。預處理把遙感監測數據歸類到同一時間段內，以歸一化的預處理方式，借助計算機把數據構成二維散點圖，分割遙感圖像，每兩幅圖像之間建立線性關系，從而分析遙感影像。一般情況下，遙感技術的預處理階段，需要實現生態環境監測圖像的均一化處理，如：收集衛星數據、遙感地形圖、航片等，完成正射校正、大氣校正等過程，確保監測預處理的高效性。
3.2動態監測
該案例中，遙感技術在生態環境中的動態監測是圍繞植被覆蓋度展開的。案例中，為了獲取生態環境的監測數據，需監測植被覆蓋度，而遙感技術能動態跟蹤監測區內的植被覆蓋情況。具體是利用歸一化的方法，計算出每個像元內的植被指數，借助像元二分法來推算出每個像元的植被覆蓋度。案例中就是通過遙感技術來動態監測生態環境中的植被覆蓋度而及時發現其變化情況的，如案例中：原來植被區邊界被砍伐了大量植被，實際種植沒有落實，導致監測區植被數據異常，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的動態監測來獲取信息，以此為依據來采取相應措施。
3.3信息評價
遙感技術能全面監測生態環境的變化，從而讓我們能準確地了解生態環境狀況。生態環境中，水環境、土壤環境等均面臨著不同程度的破壞，遙感技術評價生態環境的信息時，應以環境污染、治理方面信息為重點進行綜合分析，才能準確評價生態環境情況。
4遙感技術在環境監測中的應用
4.1遙感技術在水污染環境監測中應用
水質受到污染后，其水質反射光譜在遙感影象呈現的色調上存在差異，與之對應，遙感圖像數據上計算出的灰度值也存在不同。從遙感衛星數據通過解析呈現的色彩灰度值與水質污染程度成一定對應關系，水質污染越嚴重，水體越暗，遙感數據其在可見光波段范圍的值越少，遙感影像顯示出灰度越暗。因此，采用遙感數據灰度值與水質監測結果建立回歸分析評價模式，計算出相對關系值，達到定量分析水質污染狀況。因而，遙感圖像的可見光波段能良好地反映出整體水質情況。
4.2遙感技術在大氣污染環境監測中應用
大氣污染的遙感監測主要包括大氣污染源分布監測、污染物污染程度、污染物擴散影響范圍等監測。其研究手段采用間接解析方法，用植物受環境影響污染程度所呈現光譜顏色變化來間接判定大氣環境質量。未受污染的植物葉片對紅外線反射強，在遙感解析出的紅外像片的彩色成像上，色澤相對鮮艷、明亮;受到污染的葉子，則與之相反，色澤相對較暗。因此，通過遙感衛星數據，解析成像，通過成像顏色程度進行大氣污染源分布監測、污染物污染程度、污染物擴散影響范圍等的研究。遙感對大氣環境污染監測主要在宏觀立體反應，要獲取定量化大氣污染監測指標，還需結合地面常規的大氣環境監測數據進行比對分析。建立一套遙感影像解析出地物波譜數據與常規大氣監測數據比對評價模式，可達到量化評價大氣污染模式。
4.3遙感術在固體廢棄物監測中應用
遙感技術通過圖像解析，從幾個納米級別的水平上分辨出工業、生活固體垃圾的堆放狀況，堆放點的分布情況，堆放點的面積和數量等。
4.4遙感技術在生態環境監測中應用
利用植被、土壤、水資源狀況、等作為生態環境監測指標，根據這些指標的在遙感成像的光譜數據建立評價模型，同時剔除大氣、地形及傳感器等干擾因素，建立地物光譜影像，獲得了地物的“真實”反射率、指標蓋度和生物量，結合反映土壤中成分和水份的微觀監測指標，統計得到生態環境監測結果。
4.5遙感技術實現區域環境立體監測
利用遙感技術對整個區域分析水質、大氣、生態等環境污染狀況，獲取整個區域環境質量狀況，分析其污染源所在地及其影響，評估污染程度大小，立體來評價區域整個環境質量狀況。
4.6遙感技術實現環境動態監測
獲取一個區域不同年份的遙感影像，解析出每年的遙感影像數據，根據遙感數據建立水、氣等評價模型，分析和評價區域內時間變化的環境質量狀況，達到環境動態監測。
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作者簡介：
李軍英（1987-），河南省平頂山市人，工程碩士，長期從事測繪、遙感、地理信息、數字國土等方面工作。
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