段雨雷 朱良
河南中豫勘测规划技术有限公司 河南省安阳市 455001
摘要:遥感技术的本质在于借助感应探测设备来完成采集遥感影像的操作环节,并且对于现有的图像信息数据予以详细的分析。在此过程中,遥感技术集成了图像处理技术、传感器技术与图像分析技术,因此具有综合性的特征。近些年以来,遥感探测技术已经能够被运用于检测各地的环境质量状况,尤其是涉及检测大气环境与水体环境等。通过运用遥感探测的方式可以确保给出精确程度较高的环境监测数据,避免出现环境监测信息失真的风险。作为环保部门对于遥感技术手段应当确保正确予以利用,同时还要做到结合当地环境真实状况来开展遥感环境监测,体现遥感技术运用于环保领域的重要意义。
关键词:遥感;大气;水体;生态环境;灾害
引言
近年来,经济快速发展的同时,给环境带来了巨大的压力,导致了一系列环境问题的出现,例如大气污染、水资源污染、土壤污染以及气象灾害[2]等。环境变化严重影响着人们的生活质量,准确、及时、全面地监测环境变化能够起到改善人们生存环境的作用,还能够促进国民经济的高速发展。由于受到自然条件和时空因素的限制,传统的环境监测方法,如点式采样监测法等,适应性差、效率低。环境遥感监测技术具有多空间尺度性、多时间尺度性、多学科综合性[7]和多用途性等特点,能够及时有效地对出现的环境问题提供数据分析,并为重大决策提供数据支撑,便于进行长期的动态监测,实时监测大面积的环境质量变化,快速、准确地反映环境质量现状并对未来发展趋势做出判断,弥补地面点位监测的不足。
1遥感技术基本原理
遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,对目标进行探测和识别的技术。遥感技术可用于监测大气污染,根据光谱原理,监测大气分子分布情况,查找大气污染源头;遥感技术可用于监测水污染,监测水环境变化;遥感技术可用于监测土壤污染,结合植被覆盖情况和植物生长变化,了解土壤污染分布。遥感仪器工作原理复杂,可以利用遥感技术收集多种信息。在采集信息时,遥感仪器会根据遥感区域特征,调整信息采集方式。遥感仪器灵活运用不同的遥感技术收集信息,使得遥感信息更加全面,数据量较大,便于后期分析和比较。遥感仪器能够远程工作,不需要人进行实地考察,它可以收集远程数据,实现监测目的。目前,我国遥感技术发展迅速,信息采集区域扩大,信息采集效率明显提高。遥感技术是采集信息的有效方式,可以加快信息传递速度,节约时间,提高效率,快速掌握生态环境状况,为生态环境治理提供数据支持,推进生态环境治理。
2我国生态环境的现状及监测需求
当前,我国生态环境状态不容乐观,在进行生态环境有效治理方面需要依靠遥感技术来对生态环境进行实时监测,保证能够得到最新监测结果。由于我国生态环境大面积受损,所以遥感技术的应用依旧具有相当重要的地位。如今,面对遥感技术逐渐走向成熟,我国需要对监测区域建成网络信息图,以保证遥感监测技术所提供的数据能够得到有效处理。
3光学遥感技术及其在污染观测中的应用分析
3.1土地环境
土地环境监测较为困难,在遥感技术的应用上将土地监测区域划分为3部分。1)监测污染土地植被生长。通过遥感技术对土地污染区域植被生长情况进行监测,对反馈的生长信息进行光谱分析,对污染状态进行评估。2)对土壤状态进行监测。通过遥感技术对土壤状况进行监测及反馈,根据土地影像监测土壤是否存在异常。3)对土地资源的利用状况进行监测。利用遥感监测技术,监控土地资源的使用情况,使土地资源达到合理配置。例如,在遥感监测项目中,2015、2016两年的监测数据,分别对5个区县的土地退化情况进行了监测。
分别为A区、B区、C区、D县、E县,2年的土地指标上下幅度微小,因此能够确定此5个区县土地状况稳定。针对5个区县的土地资源利用情况,遥感监测方面显示没有呈现土地过度消耗现象,土地环境稳定性良好。
3.2水环境遥感监测
水环境遥感监测技术主要是利用水体中不同种类和不同浓度的污染物所具有的光谱特征,同时结合监测得到的水环境数据,利用其在遥感影像上因灰度、纹理等的差异判别水污染的种类以及污染量。水环境遥感监测包括水域变化监测、水温监测,水体富营养化监测、叶绿素浓度计算、悬浮固体遥感监测以及石油污染遥感监测。在水域变化监测方面,遥感卫星提供了大面积的影像,可支持对水域面积进行变化监测,并对其水域变化面积进行检测,主要通过多时相遥感序列数据对面积进行统计分析与变化监测,目前用到的遥感影像包括雷达遥感数据Landsat-5TM数据、MODIS数据、LandsatETM数据。水温监测主要利用热红外波段对温度的感应机制,为了提高准确度,可结合气象数据修正,动态监测水体温度变化。
3.3大气污染监测
大气中常见污染物包括气溶胶、臭氧、二氧化氮、一氧化碳和二氧化硫。针对当前“散乱污”企业造成的严重污染,面临管控困难的现状,利用遥感技术准确快速地确定环境督查重点关注区域,可有效提高现场环境执法效能。传统的大气污染监测主要是通过地面观测实现,因为地面测量受到观测站分布的限制,不具备空间连续性并且不能满足区域研究的需求,具有一定的空间局限性。卫星遥感技术的发展极大地促进了大气污染监测,从20世纪70年代中期开始,开展卫星遥感气溶胶的理论研究,伴随着MODIS传感器的发射,气溶胶遥感呈迅猛发展之势。卫星遥感反演得到的大气气溶胶光学厚度产品数据对于各种尺度下的大气污染研究发挥了重要作用。研究学者在气溶胶光学特性及时空分布规律、近地表颗粒物浓度预测与模拟、大气污染动态监测、全球气候变化影响等方面做了大量研究,并取得了较大进展。考虑到污染源通常具有明显的热辐射效应,地表温度也是在污染溯源研究方面不可或缺的重要参数。主要有3种主流反演算法:单通道算法、劈窗算法和机器学习算法,它们被广泛用于反演地表温度并结合大气污染数据进行溯源。目前,遥感技术在秸秆焚烧、灰霾、沙尘、颗粒物、二氧化氮等监测及溯源方面发挥了重要作用。
3.4固废污染
针对我国当前的生态环境破坏程度,如果不能够及时进行治理,将逐渐影响人们的生产生活环境。遥感监测手段在固体废弃物监测及治理方面起着重要的作用,专业的成像设备及精准评估,能够让环保部门对存在异常情况的区域进行及时治理。由于社会的经济水平不断发展,所产生的生活垃圾以及工业垃圾会越来越多。对于遥感技术对固废污染的监测和分析,以及对环境的评估,需要有关部门采取措施进行配合,保证非法排放能够受到严处,保护生态环境从城市做起。
结束语
在现阶段的环境监测实践领域中,遥感技术手段正在迅速得到推广。具体在监测当地的大气环境以及水体环境时,运用遥感技术手段的基本要点在于实现地物信息的全面获取,据此进行精确的地物特征分析。遥感技术手段涉及获取地物信息、传输地物图像、感应信息以及集成处理的各个关键环节,因此相比于环境监测领域的传统技术手段来讲,运用遥感监测方式更加可以保证环境监测结论的精确性,进而提供了环保决策的科学根据。在此前提下,目前对于监测水体与大气环境的重要实践领域应当引进遥感监测的科学方式,结合环境监测的要求来进行遥感技术手段的合理选择。
参考文献
[1]雪连.基于遥感监测的水质污染监测可视化系统研究[J].智库时代,2018(47):173+175.
[2].光学遥感技术及其在污染观测中的应用[J].中国科技信息,2018(15):1.
[3]基于环保理念的燃煤电厂多污染物排放清单及不确定性研究[J]. 辛建华,李硕.??环境与发展.?2017(06)
[4]基于行驶里程的北京市延庆区机动车排放清单建立及特征分析[J]. 王凯,樊守彬,孙改红,亓浩雲.??环境工程技术学报.?2019(02)