遥感技术在水生态环境管理的应用与前景

发表时间:2021/1/22   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:陈富强 王征 郑茜
[导读] 摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,环境监测工作越加受到关注,并且随着监测技术的不断发展,越来越多先进的监测技术开始在环境监测工作加以应用。
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        摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,环境监测工作越加受到关注,并且随着监测技术的不断发展,越来越多先进的监测技术开始在环境监测工作加以应用。对于环境监测工作来说,水环境监测是其中重要的组成部分,而遥感技术的出现,有助于更有效的监测水环境的污染情况,同时也可增强生态环境监督的效力,由此得出更为准确的评价。所以,在今后水环境监测工作中,遥感技术的应用重要性将会越发显著。
        关键词:遥感技术;水生态环境管理;应用;前景
        引言
        我国的工业化程度不断提高,经济飞速发展。但随之带来的环境污染使我国的水环境遭到了前所未有的破坏。传统上对水环境的监管需要收集水体样本,通过各种仪器对样本进行化验,这种监测方法精度高、效果好、针对性强,但是耗费时间和精力。遥感技术可以远距离收集处理信息,监控环境变化,为了加强对水环境的监测,相关部门把遥感技术引入水环境监测当中。
        1遥感技术概述
        对远距离无法接触的物体,通过辐射电磁波,利用物体反射的特性,测量、识别和分析目标物体的性质,遥感技术从利用波段上可以分为可见光、反射红外线和微波遥感技术。目前遥感技术在环境监测中主要应用于地质、水文、气象、海洋、农业、地球资源探测、环境监测、城乡规划及土地管理以及军事侦查等领域,从目前环境监测发展状况可以看出,遥感技术能够测定大气湿度、气温;水体叶绿素含量、水色、水温、泥沙含量;大气中空气污染物的浓度值;环境污染中固体废弃物的分布堆放量以及影响范围等,能够实现对环境污染的跟踪调查,预测扩散方向和程度,估算环境污染造成损失。传统环境调查工作往往需要人工进行实地测量,具有工作量大、耗时长、测量误差较大、进度慢等问题,与之相比,遥感技术的应用优势极明显,具有速度快、覆盖面广、信息量大等优势,具受自然环境的影响和限制较小,目前在全球环境监测中得到广泛应用,对环境质量的改善起到极大的推动作用。
        2遥感技术在水环境监测中的优势
        2.1 监测范围广
        传统的水环境监测主要是通过地面布点,采集水样、实验室分析来评价环境质量,这样就可能会导致空间布点间距大,采样分析时间跨度长,水环境在时空上的变化缺乏精确性、连续性。遥感技术监测范围广,可以对整个区域环境变化进行连续监测。另外遥感影像提供的是连续的、立体的图像,这样就解决了传统监测布点少,测试分析时间跨度大等问题,使大范围连续监测成为可能,在环境大区域变化研究中、宏观生态因素联系中十分具有优越性。
        2.2 处理信息多、效率高
        遥感技术利用卫星,现代飞行工具,这使得它能快速获取数据资料,获得信息多,大大提高了生态监测的效率,另外遥感技术运用现代计算机处理数据资料,效率高,使得生态监测区域联动成为可能,同时,由于获取数据多,处理资料效率高,为环境建模提供了可能。
        2.3 能进行非常规监测
        传统的环境监测受限于地理、环境的影响。如人迹罕至的高寒山区、冰川冻土阻碍了人们的监测步伐。利用遥感技术可以监测到人类不能到达的区域,获取常规监测手段无法获取的环境信息。另外遥感技术可获得一定深度的环境资源信息,如水污染区域下部的基岩裂隙信息,对水污染防治和水环境保护规划有重要的意义。
        2.4 能实现动态监测
        遥感数据更新快,能对一个区域实行动态监测。

如沙漠的迁移路径研究、人类森林破坏造成的水土流失、地震对自然环境的危害、矿山的开采造成的地面塌陷、草原受放牧影响变化等。遥感技术在环境动态监测中的应用是传统监测无法比拟的。
        3遥感技术在水环境监测中的具体应用
        3.1悬浮固定物质遥感监测
        在水环境中,如果悬浮固体物质占比较多,则会对水环境的浊度以及光学性质等造成影响。所以,在对水环境的污染程度进行分析时,可以用悬浮固体物质的含量为基础进行判断。对于水体本身来说,其可有效地吸收波长较长的红外线,所以可使用一定波长的红外线,对水中存在的悬浮固体物质进行遥感监测分析。在数据分析过程中,监测人员可根据接收回来的信息,对被监测水环境中的悬浮固体物质浓度进行分析,从而获得准确的悬浮固体物质的浓度信息。另外,根据红外波段以及分析得到的监测信息,监测人员可将两者的关系进行分析,并由此得到标准的数学模型。随后,通过模拟计算,求得最为真实的悬浮固体浓度信息。在对污染物浓度进行分析时,悬浮固体浓度可借助光谱综合分析法得出,从而最终使监测人员更好地掌握悬浮固体污染物在水环境中的分布特征。
        3.2油污染遥感监测
        对于水环境的污染问题而言,油污染的危害较大,会影响水环境生态平衡。在监测水环境中是否存在油污染情况时,通过使用遥感技术来监测污染区域,可以有效地对污染物含量进行测定,并可根据测定结果完成标准计算模型的建立。随后,监测人员可根据遥感监测分析数据,锁定污染物的来源,并对污染物源头采用有针对性的措施进行防治,从而消除或者缓解水环境污染。此外,在监测水环境中的油性污染物时,最常用的遥感技术为红外遥感技术、紫外遥感技术与可见光遥感技术,每种遥感技术的适用范围不同。在选择遥感监测技术时,要根据水环境中污染物的特征选择有针对性的遥感监测技术,努力使监测结果更加趋于真实情况,为后续治理工作的开展提供数据支撑。
        3.3水体富营养化遥感监测
        一般来说,水体富营养化情况的发生,与浮游植物在水环境中繁殖速度有密切关联。如果大量浮游植物在水环境中存在,则会导致大量的氧气被浮游植物消耗掉,水中其他动物、植物则会因为氧气缺乏而处于濒临死亡的状态。在水环境监测工作中,监测人员可通过遥感技术对水环境中浮游植物的繁殖情况进行监测,如果浮游植物过多,则水环境中的叶绿素含量也会加剧,而叶绿素容易与可见光波段形成陡坡效应,这样遥感技术就可以对水环境中的富营养化程度进行监测,从而获得准确的水体富营养化相关信息,为后续水环境治理对策的提出提供依据。
        结语
        随着我国卫星技术的发展迅速,遥感技术在水环境的监测方面应用会更加广泛。虽然目前遥感技术还存在一些不足之处,但无人机对遥感技术进行了必要的补充,有效增加了分辨率和空间数据,并且可以根据天气的具体情况来选择成像方式。遥感技术对水体采样和黑臭水体的监测能够提供更加实时有效地数据,在不久的将来也会广泛应用在城市的水环境维护管理以及河湖海水生态修复中。
        参考文献:
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