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3S技术在生态环境监测中的应用

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张涛

[导读] 摘要：生态环境问题在社会经济快速发展中日益凸显。

        广西益全检测评价有限公司广西柳州 545005
        摘要：生态环境问题在社会经济快速发展中日益凸显。并且生态环境已经成为经济社会持续发展的重要评价的依据。许多科技技术已经逐渐运用到监控生态环境的系统当中。依照目前的形势探究其下一步发展方向，力求更加完善，更好地运用到生态环境的监测当中。
        关键词：3S技术；生态环境；监测
        引言
        近年来，随着信息技术的快速发展，由遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）集成的3S技术成为获取、管理、分析和应用空间信息的核心支撑技术，并在生态环境监测和资源利用中得到了广泛的应用。其中，RS可在较大范围内快速、高效获取目标信息，GIS可将获取的数据信息进行综合分析和归类，而GPS则可在短时间里对目标进行准确定位。因此，有必要将三者结合起来，更好地发挥各自优势，为生态环境监测提供技术支持和服务。
        13S技术概念
        首先，遥感技术主要指的为经由遥感器等对电磁波较为敏感的仪器，对相应探测实施识别操作的一种技术，受距离的影响较小，主要依靠电磁波以及可见光等发挥作用。随着该技术的发展，探测距离可对其造成的影响越来越小，促使其实际应用范围越来越大。其次，地理信息系统具体指基于计算机支持可有效实施空间数据管理、处理及分析操作的一种信息系统。最后，全球定位系统主要为基于对地面控制、卫星星座部分及信号接收机加以有效应用的方式，对相应监控对象实施跟踪及动态定位操作的系统，将其与有关通讯技术加以有效结合，可大幅度提升距离、时间测量以及空间定位的整体质量及实效性，因此，其于全天候测试中存在较为广泛的应用。3S技术使各环节监测数据处理及应用等操作发挥出更高的实效性，进而使得全球生态环境质量等具有较为优良的技术支撑，对推进生态环境监测的现代化发展进程存在积极影响。
        23S技术在生态环境监测中的应用
        2.1城市环境污染监测
        当前，人们可以将3S技术应用于城市环境污染监测。其中，RS进行前期城市污染资料收集，GIS则提供技术平台，将RS与GIS技术联合可编绘出清晰的城市大气、水环境污染源的分布图，再结合航空多光谱摄影技术，监测大气及水环境中的主要污染物及其空间分布。此外，GIS可应用于城市生态环境现状调查以及污染源监测、生态环境功能及环境影响评价等领域，为城市生态环境总体规划提供详细的数据资料。目前，我国大部分地区建立了环境基础数据库，并开发了城市环境地理信息系统、城市环境污染应急预警预报系统，人们可以结合GIS制作出具体的污染源分布图、大气质量功能区划图等，为环境监测提供详细的环境空间数据。例如，收集区域遥感图像，结合城市地面污染物监测数据，利用3S技术，对城市热岛效应进行调查、分析，并确定具体的城市热源、热场位置、分布区域范围、热岛强度等，进行动态监测分析，从而监测出城市的热力分布规律及变化特点。
        2.2土壤变化监测
        3S技术还可以用在土壤的变化监控当中。其技术主要是通过对土地中含有的水分分析，盐减量化分析以及沙漠化程度分析，进行实时的监控，测定土地的变化。土壤沙漠化的动态演化数据分析以及相关的水土流失监控，可以让人们更好地掌握区域内水土流失情况，保护生态环境，建造一个更好的政策和相关的依据。高云堂等利用相关技术对我国山东省的地区土地进行了相关的监控。其中土地内的湿地和草地减少了195平方千米和771平方千米。而城市的建筑却增加了有死，看来该区域的人民湿地和草地占地面积较小，而农田和城市占地面积较大，所以后期应该做好相应的土地规划。

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        2.3植被演化监测
        对于环境保护来说，植被是整个生态环境中最为重要的部分，也是地表环境质量的重要指标依据。RS技术可以对一定区域内的植被进行实时监控，但是由于人工的原因或是自然环境影响的原因致使植被发生改变，都可以通过此技术对其变化和原因进行总结，从而提前为保护生态环境和植被进行更好的预估和测定，制作出相应的解决方案。GIS技术对于区域内植被的演化进行了相关的监控。其主要作用是识别植物的类型以及植物更替和相关的生物量研究以及季节对植物的影响等等。相关专业人员利用这项技术对抚松市的相关林木进行了局部性的监测，获得了景观以及相关的生态景观结构的嵌块。这样的方式不但更好地对整个区域的景观结构进行了更稳定的价值评估，也为以后的生态环境保护做了现实的指导。
        2.4水体污染监测
        区域水环境中的污染物浓度差异会使水体的密度、透明度、颜色和温度发生变化。3S技术利用水体的上述差异变化所导致的水体反射波普能量变化，可实现对区域水质和水量的实时监测，使人精准地标识出不同区域的水环境质量状况及变化特点，分析区域水环境质量变化趋势和规律，利用模拟直观确定具体的污染源、排污口等具体环境要素在水环境中的空间分布，为水环境治理提供依据。
        2.5生物多样性监测
        现如今，我国中的多个省份都在积极实施“生态自救、重建家园”计划的构建操作，该计划的主要内容为通过合理建设自然生态家园的方式，降低各种基于人为破坏等原因导致的生态环境灾害产生的可能性。以个别省份为例，其主要是利用生态遥感对动物种类进行检测，以达到掌握相应区域物种分布情况以及物种适应性的目的。同时，利用3S技术可建设永久样地，再将CPS技术和雷射测量仪相结合的方式，对样地实施设置和立木调查操作，其中，有效利用GIS技术可加快资料提供的速度，有助于后期分层取样操作的顺利进行；通过对RS等技术的合理应用可有效监测指定区域中的各种类型生态系统面积及其分布格局，并可以将区域生态系统的类型图绘制出来，通过适时实施电脑模拟以及未来变动趋势预测等操作，可促使生物多样性数据库不断趋于完善化。
        2.6生态环境指数监测
        3S技术于生态环境监测各相关领域中的应用范围越来越广，其中也包括生态环境指数监测领域，通过有效应用3S技术的方式，可对生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地情况以及城市地貌变化情况等加以全方位的监测，相关人员也可以较为详细的掌握相应空间的地形土地变化以及植被、物种的变化情况等，有助于更好的了解城市现貌。3S技术的应用主要体现在城市用地情况变化以及城市地貌变化监测两个方面，通过有效利用遥感技术的方式，明确城市中各种植被、物种及土地等的生态指数变化情况，有助于各相关人员可以对城市的现貌拥有更为具体、全面的了解。此外，3S技术于国家的南水北调工程生态监测过程中也发挥出了较高的实效性。
        结束语
        综上所述，3S技术在生态环境监测中的应用取得了良好效果。但是，目前以两两结合为主，更多的是RS与GIS的结合应用，但这两种技术的结合缺少统一坐标空间，获取的空间数据与光谱数据不同步。3S技术集成应用尚处于起始阶段，在生态环境监测领域的应用方法和理论还需完善，尤其是环境污染遥感监测体系。当前，生态环境监测质量要求越来越高，3S技术的一体化集成将逐步得到完善，最终形成3S技术监测系统。人们可以将其作为国家生态环境监测的重要技术手段，不断提升重大环境污染事故的应对处置能力。
        参考文献：
        [1]朱艳媚.3S技术在生态环境监测中的应用实践研究[J].资源节约与环保，2019（02）：32.
        [2]闫正龙.3S技术在我国生态环境动态演变研究中的应用进展[J].地理信息世界，2019，26（02）：43-48.
        [3]杨建波.3S技术在生态环境监测中的应用分析[J].中国资源综合利用，2019，37（05）：188-190.