探究遥感技术在环境监测中的应用论文_方芳

探究遥感技术在环境监测中的应用论文_方芳

天津市测绘院 天津 300381

摘要:为了满足生态系统和人体健康应对日益恶化的环境的需求,环境监测技术需要进行快速准确的优化改进。由此,遥感技术逐渐被应用在环境监测当中。本文对环境遥感监测技术进行了分析,并对遥感技术在环境各方面的应用进行了深入的探讨。

关键词:遥感技术;环境监测;应用

引言

遥感监测是天空地一体化环境监测网络建设必不可少的重要环节,是环境监测的一把“利剑”。近年来,环境遥感监测能力建设阔步迈进,为环保工作提供有力的技术支撑,推动环境监测由点上向面上发展、由静态向动态发展、由平面向立体发展。

1遥感技术概述

作为一种于上世纪六十年代发展起来的探测技术,遥感技术的核心理论是电磁波理论,该技术在运行的过程中主要借助各种传感仪器,从而对远距离目标所辐射以及反射得到的电磁波信息进行收集和处理。目前,遥感技术凭借着能够对信息进行获取、存储、传输、处理操作等优点,被广泛的运用在水环境的监测过程中。该技术在此环节中的运用,主要基于溶解或悬浮于水中污染物的成分、浓度不同,因而能够在传感图像上呈现出不同的色调、灰度、结构以及纹理,方便技术人员对水体中的悬浮固体、油污、水体富营养化等污染类型进行有效的监测。

2环境遥感监测技术

遥感技术从20世纪60年代发展起来的对地观测综合技术,具体是指基于电磁波和地球表面物质的相互作用,对地球的资源和环境进行探测与分析,以此揭示地球表面各要素的空间分布特征和时空变化规律。可以利用遥感探测仪器,在不和探测目标直接进行接触的情况下,记录目标物体的电磁波谱,从而对目标物体进行分析,不仅可以对大面积进行同步观测,还能够在短时间内对同一区域进行动态的重复监测,具有综合性、可比性和经济型。当前此技术已经被广泛地用于环境监测、自然资源动态监测、城市规划等各个领域,仍旧以多空间分辨率、多时相遥感图像等优势帮助人们分析环境自然资源等的时空变化规律,推动着人类和谐进步和发展。遥感技术在环境中的发展非常迅速,可以测出水体的叶绿色含量、泥沙含量、水色和水温,还能够监测到大气中污染气体浓度分布,以及固体废弃物的分布、堆放情况和影响范围。除此以外,还能够追踪调查环境污染现象,并对污染源、扩散程度、分布面积进行预报,对污染损失进行估算。全球环境的问题也在不断加剧,遥感技术具备的全球覆盖、快速、信息量大等优势使成为当前有效的环境监测手段。

3遥感技术在环境各方面的应用

3.1悬浮固体遥感监测

作为影响水体浑浊度、水色光学性质的重要因素之一,悬浮固体的含量逐渐成为判断水质状况的重要参数之一。由于水体对于红外波有着较强的吸收能力,故而在进行悬浮固体遥感监测的过程中,一般使用波长为0.6~0.8m的波长。不仅如此,在实际的分析操作过程中,技术人员还需要选择与悬浮物质浓度相关性好的波段,并对监测数据进行整理、分析,从而促进特定波段辐射值与悬浮固体浓度间的关系模型的构建,最终得出悬浮固体浓度。目前,技术人员在这一环节的操作过程中,加强了对于线性光谱混合分析法的运用,从而实现对于悬浮物浓度的提取。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随后在借助TM遥感影像进行水体悬浮物质浓度进行定量反演,从而实现对于得水环境中悬浮物质分布情况的了解。

3.2利用遥感技术监测森林火灾和草场演化

我国具有广阔的森林面积,在森林问题中火灾是致命的。根据之前的数据显示,我国平均每年发生火灾的次数在一万五千多起,接近于一万六千起的火灾次数给我国的森林带来了不少的损害,每一次火灾都对森林的伤害都是不可恢复的。对于森林的防治和管理,当务之急就是进行防火治理。将遥感技术、位置定位系统以及全球定位相结合,将此应用到森林火灾的防治之中。利用遥感技术可以有效的对可燃物颗粒、含水量、树木的具体成分等进行监测,为即将发生的火灾做出有效的预防。也可以在火灾之后,对于火灾的具体成因做出分析。比如说,在火灾极易发生的地区大兴安岭,在某一次的火灾中,由于火势蔓延极快,消防人员根本无法参与到战斗之中。着火的树木的电磁波所散发出的热量要远远的高于没有着火的树木,此时如果有一架遥感飞机从大兴安岭的上空飞过,在热成像上红色的区域面积要远远的超过浅色的区域,相关人员看到这样的信息后就能够感知到火势是巨大的,要迅速的增加消防人员的数量来参与到救火当中。

3.3水体富营养化遥感监测

水体富营养化重要标志就是浮游植物大量繁殖,这种情况会导致水体中的氧气急剧消耗,动植物出现大面积死亡,水体环境恶化。在进行水体富营养化遥感监测的过程中,需要技术人员借助可见光或者近红外光的波段进行监测。之所以采取这样的措施,主要是因为浮游植物体内含有叶绿素会对这些波段产生“陡坡效应”。基于此,可以得知浮游植物含量大的水体兼有水体和植物的反射光谱特征,在彩色红外图像中,富营养化水体会呈现红褐色或紫红色。在实际的遥感监测作业过程中,技术人员往往采取0.45~0.65um附近的光谱线段进行具体的操作。目前,在进行赤潮等水体富营养化遥感监测操作过程中,技术人员往往采取HY-1卫星遥感进行具体的操作。事实上,通过对于HY-1卫星遥感资料的分析以及使用,能够进一步促进多种分析模型的构建,从而实现了对于我国海区发生的赤潮进行监测并提取与赤潮发生有关的位置和面积等信息。

3.4土地和地面中的应用

随着全球变化问题的不断严重,要求数据可以描述大范围土地的覆盖特性,因此,以人造卫星为基础的遥感技术可以依据多光谱扫描仪通过区分不同土地覆盖类型的光谱进行分类。地面发生污染后,污染区内的植物的光谱和正常区域内植物的光谱是由区分的,因此可以定期对地面的植物进行分辨。对于建筑物,可以基于其高反射率和形状的规则性进行检测。地面的遥感监测技术不仅可以可靠的对城市扩大的规模及速度进行跟踪,还能够对隔热性差的建筑物造成的热损失进行监测。

结束语

综上所述,遥感技术在环境监测中的应用的意义重大,也符合可持续发展战略的需求,在今后会随着高性能传感器研发水平的提高,以及对遥感数据精度要求的增加,会朝着高空间和高光谱分辨率的方向有所发展,也将会在环境检测中有更广泛的应用,也会更加有利于环境保护。

参考文献

[1]陈飞.遥感技术在环境监测中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(25).

[2]刘红,张清海,林绍霞,赵璐珗,林昌虎.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学,2013(1):187-191.

论文作者:方芳

论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/17

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