浅谈遥感技术在生态环境监测中的应用

曾丽蓉

（南安市环境保护监测站，福建 泉州 362300）

随着经济的快速发展，生态环境受到了多方面地破坏，导致人与自然和谐发展受到约束，经济发展速度减慢。近年来，我国大力推动生态文明建设，强调生态环境的污染预防和控制污染的重要性，积极开展生态环境监测工作。目前，国家严格要求做好环境保护工作，要求国土、水利、农业、海洋等相关部门落实生态环境保护责任担当，生态保护和城乡污染处理的监督与行政处理问题由国家生态环境部主要负责，将遥感技术应用到生态保护与监管中，推动国家生态文明建设，贯彻落实人与自然和谐发展理念。

1 生态环境监测及遥感技术内涵

1.1 生态环境监测特点

由于生态环境监测工作的覆盖面广、工作时间长以及难度大，导致工作进行缓慢。地方主管部门检查、上级主管部门督察以及社会共同监督等传统的环境监管方式工作量巨大、消耗的时间长，而且监管不一定到位，采集的数据也不一定准确，人力物力损耗极大；另外，在偏远地区安装监测设备的难度大；一些排污不达标的企业，为了蒙混过关，用了很多方法躲避检查。总的来说，发现目标困难，采集准确数据困难，确定污染位置困难是目前我国环境监管的三大困难。

1.2 遥感技术内涵

随着科技的发展，生态环境监管工作中应用遥感技术的可能性得到了提高，遥感技术通过发射电磁波和接收反射的电磁波，将根据电磁波的变化情况，对监测目标进行识别与监测[1]。遥感技术同时还可以获取地球表面的地理空间信息。遥感技术在卫星成功发射的基础上迅猛发展。信息的采集、输出、处理以及储存是遥感技术的主要功能。遥感系统包括遥感平台、遥感器、信息传输接受设备，数据和图像处理设备等几个部分[2]。遥感技术现在被认为是最有效，最便捷的生态环境监测手段[3]。国家七部委制定的“绿盾行动”在生态环境部负责的生态与环境卫星应用中心的卫星遥感技术支持下得以顺利展开，一定程度上为国家生态环境监管与政策的制定提供了帮助。

2 生态环境监测中遥感技术的具体应用

2.1 大气监测

一氧化碳、二氧化硫、气溶胶、臭氧都是常见的大气污染物。当前许多企业不重视污染物的排放处理，导致“散乱污”情况的发生。遥感技术的应用可以精准定位污染源的位置，及时进行监管处理，一定程度上提高了环境监控与治理效率。由于地面监、观测的分布受到空间的限制，传统的监测通过地面观测不具有连续性，难以满足现代环境监管要求。目前，大气污染的监测工作主要借助卫星遥感技术进行。自20世纪70年代中期以来，应用卫星遥感技术对气溶胶展开研究，气溶胶遥感在MODIS发射后得以快速发展。大气污染研究在卫星遥感反演所得到的气溶胶厚度数据支持下开展，取得了重大成果。在对气溶胶特性、时空分布特点、大气污染动态监测、全球气候变化影响、近地表颗粒物浓度预测等的研究中，研究学者取得了较多成果。由于大多数污染源具有热辐射特性，所以污染溯源研究中地表温度成为一个重要的研究参数。如今，在秸秆焚烧、雾霾、颗粒物、二氧化氮监测工作中遥感技术起到了重要作用。

2.2 土壤监测

土壤污染的监管、识别、评估也可以借助遥感技术进行。光谱分析法是分析土壤中重金属污染情况和有机污染情况的快速分析方法，也是土壤污染分析的主要方法。另外，土壤石油类污染也可以借助植被冠层的光谱情况进行分析。植被指数相较于土壤特征，光谱反应和光谱变化情况更加明显，通过地面的多源光谱数据即可得知。但是，土壤中水分含量的变化对石油污染情况的分析有一定程度的影响，所以，在海洋污染研究领域很少应用土壤石油污染监测方式进行监测。

2.3 水质监测

水质受到污染后，其生物、物理、化学性质会发生很大程度地改变，治理难度大，所需成本高。由于不同污染物对电磁波的反射特点不同，甚至在某些情况下会产生荧光效果。通过对水体进行电磁波监测，根据水体反馈的信息，通过光电仪器或计算机对收集的信息进行科学处理或绘制图像，可以直观地了解到水体污染程度、污染物的类型以及污染的范围。遥感技术在水污染监测中的工作原理是：不同污染物对不同频率的光波或者电磁波的吸收频率不同，它们所表现出来的特性也不同，还可以根据水中物质的自身热辐射特点对水体进行监测，进而对水中污染情况进行分析。其次，如果是化学污染，可以用荧光特性进行监测，悬浮物质的监测可以借助光吸收技术进行。通过红外遥感技术与卫星遥感技术结合的方法，监测水中油膜的范围以及油膜的扩散方向。

2.4 植被监测

遥感技术在很多领域得到了应用，植被指数由近红外波段和卫星可见光组成，其作为植被生长、覆盖情况定性和定量分析的标准。土壤调整植被指数、垂直植被指数、绿色植被指数、比率植被指数等统称为植被指数。地表植被的情况都可以通过植被指数简单、准确地计算出来。生态领域，植被指数还可以对土地退化、土地荒漠化、土壤退化、水土流失等自然破坏情况进行评估与监测；农业领域，植被指数可以对农作物的生长情况、产量情况、农作物的各方面参数进行评估，得到相应的数据参数进行参考。

3 遥感技术运用中的不足及改进展望

在环境监测中，遥感技术的优势已经渐渐显露，但是依然有很多劣势，为满足当下国家环境监测和执法督察的要求，我们可以从以下几个方面对遥感技术进行优化。

3.1 加快整合多源遥感数据

时间分辨率、光谱分辨率、空间分辨率等单一类型的数据中存在的不足都可以通过多源遥感数据进行弥补。所以，整合环境数据、社会数据、遥感数据等多源数据可以为未来生态环境监督与管控提供数据支持。

3.2 优化遥感反演

在进行遥感反演的过程中，如果不优化模型和没有建立地表数据同步系统会导致反演参数出现误差。目前准确的原位数据获取具有一定的困难，因为仅仅依靠地面实测数据与遥感数据的联系进而估算生态指数，这种方法显而易见是不准确的。所以，我们要将未来的研究方向建立在如何降低对地面实测数据的依赖性和如何准确地评估数据上。

3.3 优化尺度效应

当前环境遥感面对的主要问题就是尺度效应。时间分辨率与反演的准确程度和数据的采集有着密切的关系。所以，在选择合适的遥感数据集之前，我们要根据要求建立遥感模型并优化其时空尺寸。

3.4 提高综合分析能力

将遥感技术运用到环境监测，建立一个监测与报告相结合的平台。与此同时，提高对结果综合分析能力也同样重要。

4 结语

总而言之，随着经济和工业的快速发展，生态环境遭受到了极大的破坏，经济和工业的发展又因环境的破坏受到制约。环境监控工作的进行对环境的保护以及环境污染的控制起着至关重要的作用，遥感技术的应用为环境监控工作提供了技术支持，其在环境监控工作中做出的贡献不可忽视。故我国应当大力推进遥感技术的发展，更好地对生态环境进行治理。