遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展宁莉--中国期刊网

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遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展宁莉

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：宁莉

[导读] 摘要：伴随着科学技术的快速发展，遥感技术在环境监测领域得到了广泛应用，且研究深度日益增强，遥感已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一，充分利用遥感技术的各种优势，进行科学研究和其他成果的转化，是今后提高资源调查和环境监测工作的发展方向，也是完成资源调查和环境监测任务的有效途径。遥感技术广泛地应用大气环境、水环境、生态环境、固体废弃物等领域，几乎涵盖了环境保护的各个方面。

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        摘要：伴随着科学技术的快速发展，遥感技术在环境监测领域得到了广泛应用，且研究深度日益增强，遥感已成为实现数字地球战略思想的关键技术之一，充分利用遥感技术的各种优势，进行科学研究和其他成果的转化，是今后提高资源调查和环境监测工作的发展方向，也是完成资源调查和环境监测任务的有效途径。遥感技术广泛地应用大气环境、水环境、生态环境、固体废弃物等领域，几乎涵盖了环境保护的各个方面。
        关键词：遥感技术；水环境；大气环境；应用研究
        引言
        遥感即RS，由卫星与飞机为载体，搭载各种传感器，对地球表面目标进行观测的技术。随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，遥感技术取得了很大的进步，在测绘与监测等领域有着越来越广泛的应用。水污染与大气污染是一直困扰着人们的重要难题，影响了地区的经济与生态的可持续发展。遥感技术能够实现对于大面积水污染与大气污染事故的实时监测，进而为解决方案提供科学、准确且有效的参考依据。
        1遥感技术发展现状
        遥感技术是现代科技发展的产物，它是一种基于电磁波探测器来实现不同类型数据处理的新兴技术。现阶段遥感技术主要包括图像信息集成、感应、传输与处理，通过对这类数据进行分析可以获取地面物体各项维度的相关信息，进而为研究提供数据支持。当前状况下，遥感技术已经在地质调查与地理信息获取等方面得到了一定程度的应用，通过遥技术，可将监测到的相关数据信息向地面进行传输，地面中心的工作人员在收到数据后会对其进行处理，使其成为科学、有效的地面信息。在遥感技术系统之中，传感器是十分重要的设备，不同类型的传感器其反应成像也具有差异性，现阶段使用较多的主要有可见光摄影、红外摄影以及光谱扫描等。
        2遥感技术在水环境检测中的应用
        2.1海洋监测
        海洋面积约占地球表面的71%，其余29%是陆地面积，这使得海洋成为了地球环境的重要组成部分，为了防止海洋环境污染和破坏，必须加大对其的监测力度。在海洋资源开发利用过程中，对海洋生态环境造成了一定的破坏，水体污染日益加剧，造成环境质量下降。遥感技术在海洋环境监测中的应用，主要是基于反射光谱特征，由于上面的空间没有任何障碍，和RS技术监测大景观，在大范围的海水扩散监测，还可以测量的污染物排放的原因。为海洋环境治理提供充足的依据。此外，海洋石油开采过程中石油资源极为丰富，必然会引起水污染，随着遥感技术的帮助下可以用来研究和分析海水中的石油污染状况，准确地确定范围，同时石油污染的地区，而且估计油含量在水污染区。水和油在光谱特性上有非常明显的差异，因此，可以在一定的油、水光谱区内分离，可以用微波辐射法监测海洋环境中的石油污染。
        2.2城市污水
        城市污水主要包含生活污水以及工业废水，这些污水中含有大量的有机物，导致水质发生恶化。通过对卫星遥感技术进行有效的利用，可以结合水体在光谱影像上的差异来对水体污染的变化情况作出有效判定。一方面，可以对污染物的运动特点进行实时观察；另一方面，还可以根据水中的悬浮物作为判定指示物来追踪污染源。除此之外，遥感技术通过对水体的反射光谱数据、光谱数据等进行监测，再将之与实测水体的波谱数据进行有效的结合，并在此基础之上建立相关关系和模型，进而对水体全方位、快速、准确地监测予以实现。
        2.3水体富营养化
        水体富营养化一般是因为水体当中的氮磷等营养元素远超自身对其的最大负荷量而导致浮游植物大量繁殖，这也是水体富营养化的最明显的标志。遥感技术根据浮游植物当中叶绿素和近红外光之间的陡坡效应进行确定，这一过程中叶绿素含量较高的位置反射率峰值会相应提高很多，进而能够对富营养化的范围进行明确的标定。

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从彩色的红外图像上根据颜色变化情况来对水体富营养化情况进行监测。经过有关调查研究发现，TM遥感数据对于水体富营养化的监测是充分有效的，这一过程基于MODIS的数据对于水体富营养化识别进行建模，或者用水体富营养化状态指数来对水体状态进行确认。或者用叶绿素a和悬浮物的浓度进行调查反馈，使用遥感数据来对水体富营养化状态进行确认和评价，进而能够进一步的对水体富营养化进行动态监测。
        3遥感技术在大气检测中的应用
        3.1有害气体监测
        有害气体是指人为条件或者自然条件下产生的氟化物硫化物等对生物有害的气体，遥感技术对于有害气体的监测一半包括两大类方法，一类是根据有害气体地区当中反射率的变化来进行边界模糊处理，估算有害气体污染的情况；另一类是使用间接解译的方法来对地区大气污染的程度性质进行判断。该方法对二氧化硫污染情况进行遥感监测，和地面监测的数据情况是基本相同的，与此同时使用了光学厚度资料和地面观测的具体情况进行比较，发现遥感的平均监测精度达到86%，可以满足大范围的大气环境动态监测的需求。无论是直接观测发还是间接解译法，使用的都是对反射率进行观测的方法来对有害气体进行监测和确定，进而为监测其他污染物提供借鉴。
        3.2臭氧层监测
        遥感用于臭氧监测时，主要是通过测量臭氧对热红外辐射量的吸收，进而分析臭氧含量的。但遥感技术用于有害气体监测仍是通过间接解译敏感植物受影响状况。对灾害性的大气问题的监测主要是包括沙尘暴、酸沉降、有毒有害气体泄漏等问题的监测，严重危害环境质量，属严重的环境污染问题。许多传感器的特定数据对其便有较好的观测效果，如高级分辨率辐射计，便可对气候监测、厄尔尼诺现象等许多环境灾害进行描述性监测。总体来说，现如今经过几十年的发展，遥感技术应用于大气监测发展迅速。
        3.3大气溶胶监测
        大气溶胶主要指的是悬浮于大气之中的各种微粒。这些微粒可以是液体形态，也可以是固体形态，一般有烟、雾、尘等。通过应用遥感技术，可以清晰地获取工厂排放烟雾、沙尘暴、浓烟等影像，而对于气溶胶光学厚度而言，它能够对大气污染浑浊程度进行一定程度的反映。因此，可以利用这一点展开大气溶胶监测研究。国内相关学者研究表明，气溶胶光学厚度对于低地表反射率较为敏感，但与太阳光的相互作用表现为吸收，因此，可以利用遥感技术将气溶胶与地面多波段太阳光度进行观测分析，来实现监测。
        3.4城市热岛效应监测
        城市热岛效应是城市内聚集着大量的人口，呼吸、取暖、自身的热量等在一定范围内聚集，导致局部地区的气温高出周围地区。城市热岛也是大气热污染现象，是城市化发展的必然趋势。在大气遥感监测中可以利用热红外遥感测定地物的温度，根据热效应的差异，有效地探测出热源。利用大气遥感监测对热图像作等量的分割，正确绘制出区域正常情况下的等温线，若是在之后的监测中发现等温线出现变化，便说明此处必然有影响温度变化的因素。因此，大气遥感监测可以准确分析城市热岛的时空分布特征、强度等。
        结束语
        综上所述，环境问题与人类发展息息相关，环境问题种类多样，大气污染、水污染等都可以通过遥感技术得到一定程度的治理，遥感技术的应用范围也越来越广泛，作为环境监测的重要技术力量，遥感技术应该不断发展自身，为制定科学准确的政策提供更加有理有据的支持。
        参考文献：
        [1]王杰，王亮.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用[J].绿色环保建材，2019（03）：61-63.
        [2]徐国成.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用探讨[J].环境监测，2018（04）：12-13.
        [3]林瑜凡.遥感监测技术在水环境和大气环境监测中的应用[J].资源节约与环保，2017（05）：57-59.