诸艳
贵州省第一测绘院 贵州省贵阳市 550025
摘要:环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低、便于长期动态监测等优点。它是实现环境污染宏观、快速、连续、动态监测的有效手段。本文主要阐述了遥感监测技术的概况及其在水和大气污染中的应用,以及我国环境污染遥感监测技术的发展趋势。
关键词:遥感测量技术;资源环境监测;作用;发展趋势
随着当前我国国民经济的高速健康发展,环境污染和自然生态环境破坏日益严重,突发性重大环境资源污染灾害事故也时有发生。环境监测技术作为国家环境质量管理和大气污染总量控制的主要技术手段之一,正为其发挥着一种不可以替代的重要作用。遥感技术其实是一种获取周围环境气象信息的有力技术手段,是可以实现这一技术目的的极有效的一种技术。运用环境遥感技术实时监测区域环境污染及地区生态环境治理状况,正确预估评价地区环境污染质量,寻求有效改善地区生态环境的正确途径和有效措施,具有重要的现实意义。
一、遥感技术概述
1、基本概念
遥感技术主要是从太空卫星、飞机或其他太空飞行器上实时收集全球地物探测目标的各种电磁辐射物理信息,判认感知地球周围环境和自然资源的一种技术。它主要是60年代在传统航空摄影和气象判断解读的技术基础上又伴随太空航天技术和航空电子以及计算机通信技术的不断发展而逐渐逐步形成的一种综合性航空感测成像技术。任何一个物体都会具有不同的发射电磁波和光反射或电磁辐射物理特征。航空航天电磁遥感就是我们利用一种安装在航空飞行器上的航天遥感器可以感测到当地物体和目标的各种电磁辐射物理特征,并将这些特征记录下来,供人工识别和分析判断。
2、特点
遥感技术不仅具有环境监测数据范围广、速度快、成本低、质量高、便于实施长期动态环境监测等优点,而且能够及时发现不同污染源的具体状态及其能量扩散情况。因此,环境遥感技术应用于环境监测、地下水污染、大气污染等方面。它的技术功能之一是采样,还包括实时环境跟踪和动态测量,快速准确进行不同污染源的实时定点准确定位、污染扩散范围的准确核定、大气中的生态变化效应、污染物在不同水体、大气环境中的能量分布、扩散等动态变化,从而快速获得全面的环境综合信息。
二、环境污染遥感监测技术
遥感技术主要特征是一种广泛综合利用被动监测周围物体各种可以实时反射或间接被动辐射周围物体电磁波的固有天体物理化学特性,远距离不直接对地移动或非接触被动监测周围物体,而且是可以实时识别、测量并实时进行数据分析用以监测周围目标物及其物理性质的一种监测技术,根据需要广泛应用的监测波段的不同,遥感技术中的主要监测技术可分为三种不同类型:反射可见光、反射红外激光微波遥感监测技术,热红外反射微波遥感监测技术和微波遥感综合监测技术。目前,遥感的广泛应用已逐步扩展到我国民用农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球自然资源规划管理基地勘查、城乡规划等多个应用领域,规划和管理土地和自然资源、民防、军事和航空基地侦察。
三、遥感测量技术在资源环境监测中的作用
1、水环境污染遥感监测
对污染水体的水色遥感激光监测技术是以水体污染饮用水与清洁饮用水的水体反射射线光谱表现特征相关研究成果为技术基础的,可以考虑采用以监测水体反射光谱表征特性和整体水色为主要指标的水体遥感技术。遥感水体监测系统视野开阔,对大区域范围内可能发生的典型水体生物扩散污染过程容易观察通览水体全貌并经观察可找出水体污染物的具体排放源、扩散路径方向、影响区域范围及与清洁饮用水溶剂混合使用稀释的水体特点。从而快速查明水体污染物的来龙去脉。
2、泥沙污染及水体浑浊度分析
随着悬浮泥沙反射浓度和水中悬浮颗粒数的增加,水中反射峰含量逐渐增加,向波长较长的方向移动,这是由于悬浮水体在0.93~1.13μm附近吸收了较多的红外辐射所致更适合作为水体悬浮泥沙反射浓度测定的第二波段。第一波段是确定水体中悬浮泥沙反射浓度的最佳波段。一般情况下,确定水体中悬浮泥沙反射浓度的最佳波段应在0.65~0.85μm之间。
3、城市污水监测
地形水色与水中悬浮物及其性状千差万别,在曲线上的废水反射率高峰和反射强度也不太一样。根据水体温度的差异,可以采用一些方法来监测水体温度。热红外污染监测采用红外扫描传感器,可以根据水热效应的细微差别,有效地探测和计算热红外污染的排放水源。无论白天还是夜晚,在热红外扫描照片中,排放源热水出口处的水体位置、排放源和热水水体的分布范围、扩散后的热水状态都很明显,而且水温的细微差别很明显,也可以在红外照片上准确识别和显示。同时,利用无线光学扫描技术或电子计算机对热红外图像进行高密度分割,根据测得的少量无线同步图像中的水温,可以准确描述各水体的等温曲线。因此热污染红外扫描图像监测能基本上准确反映热红外污染排放区域内温度的基本特征,达到实时定量数据解译的监测目的。
4、大气污染遥感监测
大气温度遥感技术是一种利用大气遥感器材来监测地球大气层的结构、状态及温度变化。对于具有水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量金属气体分子成分及其具有各自气体分子所固有的紫外辐射和其他吸收反应光谱,可以通过直接测量其对大气的辐射吸收及其他辐射的吸收光谱而从其计算结果中可以推算出来。
5、有害气体的监测
对于农田地面环境污染,例如说在农田植被遭受过度污染之后,作物的正常生长将会引起特殊性的变化,地下水的过度污染也可能会直接引起农田地面周围植被的反射变化,与正常作物生长的地区的其他作物一样有不同的植被光谱反射表现方式。多通道光谱反射成像仪由于能实时监测这些光的变化,从而准确圈定我国地面环境污染具体分布区域范围,进一步对我国地面环境污染防治预防进行规划。
6、臭氧层的监测
地球臭氧相对0.3μm以下紫色红外区的无线电磁波辐射吸收严重,我们可以用紫外激光波段技术来直接测定整个臭氧层中的臭氧分子含量的细微变化。在74μm以内处还有个红外吸收微波带,可以用吸收频率范围为11083mhz的通用地面红外微波或用红外望远镜波段来直接测定整个臭氧层层在地球大气环境中的相对垂直温度分布。
四、发展趋势
遥感系统影像数据获取系统技术发展方面,随着新一代高性能高空传感器的研制和技术水平的不断提高,以及对利用地球环境和水资源遥感获取高海拔低精度遥感影像数据的要求的不断提高,高精度的空间遥感技术得到了广泛的应用而高精度的光谱图像分辨率已成为我国卫星高空遥感图像数据采集系统技术的总体发展趋势。雷达遥感成像技术主要具备全天候自动获取和处理全天候雷达图像的能力,以及对一些重要地物的自动穿透探测能力,将来会得到更广泛的工业应用。以卫星地球为主要研究观测对象的全球综合对地遥感观测地球数据采集获取处理系统必将成为当前及今后地球遥感技术应用发展的重要研究方向之一。
结束语:目前,我国在资源环境污染严重地区发展遥感地球监测技术,应形成依托地球环境观测系统技术和覆盖我国的地球环境观测技术体系的国家发展战略规划。同时,要充分利用现有国际资源和区域环境卫星监测系统,广泛开展国内外业务合作和技术交流,同时大力发展遥感地球监测技术,充分利用现有资源环境监测技术网络和国际常规遥感监测技术,并采用陆地遥感技术与我国地面环境监测随机结合的监测方法,建立覆盖我国资源环境严重污染地区的遥感监测技术体系。
参考文献:
[1]王婧青。遥感技术在环境监测中的运用[J].国土资源遥感,2015 , 168 (11) :103-103
[2]孙萌。浅谈遥感技术在大气环境监测中的应用[J].阜陽师范学院学报:自然科学版,2018