刘东
(身份证号230221199104011836)
摘要:无人机遥感系统凭借其独特的优势被应用在环境保护领域中,从而使得环境保护工作中对各种数据的分析变得更加准确,很大程度上提高了环保部门的决策优化。针对无人机遥感系统在环境保护领域中的应用进行分析。
关键词:遥感技术;环境保护;应用
遥感监测技术是基于空间技术,现代物理学和数学方法基础上建立和发展的科学技术,其作为一种实用和先进的检测技术,及时快速的提供了更多种类的测量数据方法,实现对地监测的新阶段。
1遥感技术在环境保护中的应用现状
1.1水污染监测应用
(1)水体富营养化现象
一般来说,当水体富营养化发生时,由于“陡坡效应”,即浮游植物叶绿素对红外光具有明显的反应,水中植物和水分的光谱特征都在紫外或红棕色的谱段上更加明显。遥感监测技术中可以选择针对长江口特点的叶绿素浓度遥感破译方法,选择总磷,总氮,叶绿素相关的技术特征,获得适合长江河口特征的富营养化评价结果。
(2)水体热污染以及废水污染
由于废水和悬浮物在水色和性状上存在较大差异,因此反射峰的位置和强度在特征曲线上会出现较大的差别。可以通过多光谱合成图像对废水污染进行检测,也可以使用热红外法根据温差进行测量。大多数热污染是由工厂排放的废水造成的,不仅不利于作物的生长,也威胁着水中的生物的安全。热红外传感器可以轻松监控热污染程度。利用多光谱合成图像可以显示热污染的流动方向,排放强度以及温度分布等情况。
1.2土壤污染监测应用
(1)地面污染监测
遥感技术的应用不仅可以预防地面污染,还可以检测到在煤炭污染区中的地面污染分布,对其进行圈定或预防。现在已经有了遥感技术在煤炭自燃隐火监测中的先例。煤的自燃不仅浪费了大量的煤,还造成了大面积的空气污染,水质污染等。而红外线扫描仪和红外线温度计就针对这种污染类型工作,从隐藏区域的微妙差异的表面温度对污染区进行圈定,并分析了蔓延的规律以及方向,为解决煤炭隐患提供新的经验和方法。
(2)土壤污染监测
在利用遥感监测技术对土壤污染进行监测时,有以下两种主要的方法,一是可以直接测量土壤中出的固体废物的数量,金属的分布情况以及难分解的重金属影响范围,并且分析潜在的污染物和污染程度。二是经受污染土壤的土壤环境复杂,其生长的作物和正常种植的作物相比,具有不同的光谱表现。可以利用光谱确定作物的土壤污染分布情况,分析污染评估的程度。由于土壤污染监测的机制主要集中在不同的物体具有不同的反射和辐射的光谱特性上,所以当光谱范围越窄时,不同特征之间的区别就越有效。因此,高光谱遥感监测就可以在土壤污染监测中发挥最大的作用。高光谱遥感监测将传统图像尺寸和光谱信息组合成整体,在获取地表空间图像的时候,也得到了每个地物的连续光谱信息。该监测技术在土壤污染监测中的应用,就是利用农作物的光谱响应来识别土壤污染的程度。
1.3大气污染监测应用
(1)有害气体监测
人为活动是有害气体产生的主因,不但会对大气产生严重污染,而且会对生物成长产生影响。受空气污染影响,植被会出现一系列反应,导致红外线反射能力大幅降低,纹理和颜色会产生一定的变化。人们要利用遥感技术有效监测植物,通过图像像元信息对比分析被污染的植被和没有被污染的植被,完成比对后对污染气体进行叠加,了解污染气体浓度。
(2)臭氧层监测
研究发现,臭氧可以吸收不超过0.3μm的紫外线电磁波,在测试的过程中,由于臭氧具有这一特性,可以通过紫外波段来测定臭氧层中的臭氧含量。大气当中的臭氧进一步增加,会导致温度逐步升高,所以要加强臭氧层含量监测。
2遥感技术在环境保护应用中的问题
2.1遥感技术还处于初级阶段,研究薄弱
遥感技术虽然快速发展,但同环境监测的任务要求相比,目前依然存在一定差距,亟待改进和创新。现阶段,环境方面的遥感技术并不系统,多用于局部研究,难以满足覆盖大范围、研究多目标、定量化的需求。在实际使用中,遥感技术依然存在很多关键技术难题没有解决。例如,环境一号卫星发射后,卫星高光谱和雷达图像处理与信息提取、环境空气指标定量遥感反演、水环境指标定量遥感反演、生态环境指标定量遥感反演等都处于初步研究阶段,同欧美的遥感技术差距较大。为了提升卫星遥感技术水平,实现环境监测的一体化目标,我国要加大相关研究力度。
2.2遥感卫星资源利用不充分
随着国产卫星数量的增加和质量的提升,卫星监测结果对环保需求的满足程度不断提升。以往专门用于环境监测的环境小卫星星座空间分辨率差,重访周期长,地物纹理特征不明显,因此对重点区域地物的识别能力较差,更不能满足环境应急监测的相关需求,导致对生态环境的各种监测效果不佳,很难监测到有效信息。如今,随着高分系列卫星的发射和运行,配合资源系列卫星,无论在空间分辨率、光谱分辨率等方面都有了很大提升。多卫星联合观测后,对重点区域的观测能力大大提升;多种载荷的运行,极大提升了极端天气下的监测效果。在卫星资源大幅度改善的情况下,如何做好环境监测规划,利用好现有资源才是我们更应该关注和解决的问题。
2.3遥感应用系统建设滞后
虽然遥感卫星监测技术不断发展和创新,但地面的应用系统尚不健全,影响了遥感监测技术的发挥,导致资源的浪费。为了解决遥感应用系统建设滞后的问题,国家对卫星地面系统进行协调建设,实现卫星从实验应用到业务服务的转变。通过对环境遥感应用的研究,环保部门制定了遥感监测和评估的业务流程,但依然没有达到监测业务化的水平。其突出表现为:缺乏统一业务调度,难以形成数据接收、处理和服务的一体化;缺乏几何校正、自动化配准等自动化处理功能,难以对多源、多载荷的数据进行快速处理;缺乏对环境特征信息提取模型、算法建立的软件,难以满足环境遥感产品快速生产的要求。
3遥感技术在环境保护中的发展对策
3.1加强对环境遥感技术的开发
人们要不断加大遥感技术的开发和创新力度,对卫星业务化技术进行研究,根据环境管理需求,开展污染物遥感信息提取技术的开发,对水环境、大气环境等遥感监测实现业务化处理。建立卫星遥感应用技术的规范体系。同时,要研究遥感技术规范和标准体系,形成系统的环境遥感物理学基础,增强遥感技术的基础性和应用性。
3.2充分利用现有卫星资源
在当前的发展情况下,我国已有多颗卫星在轨运行,应详细分析环境监测需求,做好规划,完善现有监测制度,充分利用现有数据资源,以满足当前环境保护的相关需求。一方面,利用好存档的历史数据,分析存在问题;另一方面,及时获取重点区域的遥感数据,分析当前环境问题,及时发现环境变化情况,分析问题,实现对各类环境问题的监测。
3.3建立一体化的业务化监测系统
现有的环境监测系统相对滞后,人们要不断创新,让环境遥感技术同环境监测网络相融合,充分发挥遥感技术在环境监测、评价等工作中的作用。具体措施为:建立区域性生态环境监测网络,对生态质量进行定期监测和评价;对重点生态功能保护区、自然保护区等进行动态监测;建立以地面水环境为主体的天地一体化水环境监测网络,对国内各重点水域进行动态监测;在现有环境监测网络基础上,建立区域性环境空气监测系统,对各区域中的空气污染物进行检测和评价;建立地面监测网络,让遥感技术同城市环境监测紧密相连。
4结论
随着遥感系统在环境保护领域中应用延伸,提高环境保护的质量与效果,使得水、土、气、噪声、固废、生物六大环境因子都能及时得到监测与风险防控,无人机遥感系统适应新时代的环境工作需求,提供了不可替代的支撑作用。
参考文献
[1]杨海军.遥感技术在环境保护领域的应用[J].高技术通讯,2019,(6):607-613.
[2]蔡丽.浅谈环境保护领域内遥感系统的应用[J].企业技术开发,2019,(26):55-56.