基于遥感的自然生态环境监测研究

基于遥感的自然生态环境监测研究

王瑜,冯德达,谢汝娟

  371323198203188915   371323198804164636 370181199010250360

摘要：近年来，人们生态环保意识不断加强，开始积极研究环境监测技术，用以解决森林和草地生态功能退化、水生态系统失调、土地荒漠化、生物多样性骤减、水土流失严重等问题。但是，我国幅员辽阔，地形多样，地面环境监测和保护网点分布不均衡、不集中，传统环境监测站和检测技术作用有限，无法及时准确就环境污染和质量作出预报，难以满足人们日益高涨的环境监测需求。由此，遥感技术逐渐被应用在现代环境监测中，以便准确监测环境问题，协助做好环境保护工作。

关键词：遥感；自然生态环境；监测研究

引言

城市是对自然环境进行有计划改造与利用而创造出的生存环境，是人类聚居的场所，也是人们活动的中心。随着社会的快速发展，城市经济也得到了蓬勃发展，在这一过程中，城市自然环境发生了显著改变，很多问题也随之产生，目前城市环境问题已成为社会发展中面临的重要问题之一。环境质量的相关数据具有很强的时效性，如果采用常规方式对城市环境实施监测，即使耗费巨大的人力、物力、财力，也可能无法完全获得立体性的监测数据信息。但是，通过利用遥感技术就可以及时获取准确的环境质量信息，充分体现了该技术的优越性，有效克服了传统监测方式的缺陷，为环境管理、数据分析提供了支持。由此可以看出，合理运用遥感技术对于城市发展具有非常重要的意义。

一、遥感技术概述

遥感技术综合了卫星技术、计算机技术、生态环境监测技术、感应技术等，是一种跨学科的现代化边缘性技术。遥感技术在生态环境中的运用要求人们借助遥感技术设备，可用于管理和监测高山、深海、地表生态系统等环境；遥感技术一般采取波普来探测不同物体的反射，可以来回接收波普，且实施必要的分析；遥感技术可以长期获取动态化、大面积、高密度的生态环境数据，辅助污染治理、环境保护、地质勘探等工作；遥感技术可以有效而显著地降低环境监测队伍的工作压力和劳动强度，增加生态环境监测的质量和效率。

二、常用的遥感技术

2.1微波遥感技术

微波遥感技术主要是指波长范围在1mm～10000m的一种遥感技术，在应用过程中，通过微波传感器科学地判读已识别的物质，得到相应的电磁辐射信息。因为水体和陆地表现出的电磁辐射特征存在显著差异，利用该技术可正确识别水体，并快速了解海岸线或区域洪水分布变化的情况，实现科学管理。

2.2无人机遥感技术

虽然目前地球上的观测卫星数量越来越多，但是在空间分辨率和可用性方面，卫星传感器的分辨率和可用性相对较低，导致在实际监测环境变化的过程中无法准确管理数据信息。但是在使用卫星传感器时，如果能够在极短时间内返回周期，需要消耗较大的成本。与传统卫星传感器相比，无人机能够在低空飞行，因此可以避免天气、云层等因素的影响，从而能更快、更准确地获取相应的图像信息。简单来说，无人机遥感技术可以应用于各种水质、空气以及突发事件的管理过程。无人机遥感技术不仅能够有效获取遥感数据，而且对于一些难以采集的区域，如水体、土壤等，也能实现有效地采集和监测

三、遥感技术的技术优势

遥感技术是一门综合优势非常大的新型探测技术，通过在自然生态环境中的深度应用，可以大大提高监测工作的效率、转变监测工作的工作方式，更好地节约人力物力。首先，相较于传统的监测模式，通过遥感监测可以扩大感测范围，可以覆盖更多的区域和面积。我国是一个幅员辽阔的国家，自然生态环境的监测工作所覆盖的范围自然十分广阔。遥感技术的综合性和覆盖范围的广阔性很好地符合了环境监测的特点。比如说在自然条件十分恶劣的环境下，通过人工的监测就比较麻烦，同时覆盖的范围也很小，而通过卫星遥感技术或者利用飞机遥感技术就可以快速地获取信息，同时所覆盖的范围也是非常广阔的。其次，通过遥感技术获取的信息量十分广泛，大大提高了工作的效率。不同于传统的大多通过人力监测的方式，遥感技术则是利用现代的飞行工具以及卫星工具等，获取的环境相关图像和数据资料更加的全面具体。通过卫星、飞机等可以实现大面积的覆盖，大大提高工作效率，可以切实提高环境监测工作的整体进度。同时，通过大数据综合应用，大量的数据信息为今后的环境监测建模工作和环境监测的发展提供了良好的基础。

四、遥感技术在现代环境监测中的应用

4.1地面环境监测

在地面环境监测中，采用遥感技术中光谱测定原理，能够及时监测土壤中有害物质成分测定土地资源含量和面积，明确土地利用现状，为土地资源规划和国土资源调查提供可靠依据。针对水土流失严重区域，利用无人机遥感技术，在无人机上安装多光谱成像仪设施，能够及时监测水土流失情况，获得多个光谱图像，以协助水土保持项目工作。在实际应用中，监测人员需要比对分析不同时间段遥感信息图像，获得土地变化情况，将其与实地勘测情况相互比对，就能获悉一定时间段内水土流失具体数值。例如，在遥感监测项目中，对山东某地区2018年和2019年两年6个区县的土地情况进行监测数据比对后，发现这5个区县2年内土地指标上下浮动较小，说明土地状况稳定；对这5个区县土地资源利用情况进行遥感监测后发现，没有出现土地过度消耗、水土流失严重的情况，整体状况良好。

4.2水体遥感的应用

工业废水和废水都污染了城市水和污染水的颜色，因此色谱反射特性也发生了变化。在遥测图像中，灰度值是污染的最小可见结果。例如，利用遥测技术发现，获得TM图像的灰度值与该地区水污染密切相关，特别是正确反映水污染的TM可见光波段。例如，NOAA/AVHRR气候卫星可用于监测城市化、透明度和温度，以确定不同水域的水变化。采用遥测技术监测城市水质反映了直观、综合的特点。结合一些一般水务监测站，可以充分反映城市水环境的质量，有效地弥补一般监测中的不足和弊端。

4.3大气环境监测

卫星遥感技术在20世纪80年代被应用于中国的环境保护。首次在深海进行遥感技术实验，测量大气溶液，首次测量城市热岛效应，研究海洋污染。从大气监测的角度来看，大气中污染物的测量比较困难。采用以往的环境监测技术，很难确定危险气体的含量。原因是有些射线被吸收到能够吸收光谱的微气体中。因此，需要通过遥测对反射光和其他光谱进行综合分析。自然光通常是直射光，大气表面具有热辐射。根据地面运动，云与大气之间存在热辐射。实际上，大气中的分子可以用光谱颜色来测量，所有气体分子都是污染物，充分反映了空气污染问题。该过程可稍后用多通道激光进行，以确定大气溶液的范围，为计算相应单位大气的垂直和水平分布奠定基础，从而进一步促进化学烟雾的有效测量和科学管理。

结束语：

当前全球的自然生态环境问题日趋严重，须引起重视，而遥感技术作为一项先进有效的环境监测方法，应该得到深度的运用，遥感技术在自然生态环境治理和保护上发挥着重要的作用，只有继续加大对遥感技术的应用，才能更好地促进自然生态环境的治理和改善，进而更好地带动经济的可持续发展。

参考文献：

[1]李跃科.遥感技术在生态环境监测与保护中的应用[J].黑龙江环境通报,2020,33(04):22-23.

[2]于文健.遥感技术在生态环境监测中的应用[J].黑龙江环境通报,2020,33(04):52-53.

[3]陈博明.遥感技术在生态环境监测及执法中的应用进展[J].矿冶工程,2020,40(04):165-168+173.

[4]魏慧琴.遥感技术在生态环境监测与管理中的应用探究[J].现代园艺,2020(02):140-141.

[5]田海芬.遥感技术在生态环境监测与保护中的应用[J].门窗,2019(24):286.