試論遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

方超

（奧來國(guó)信（北京）檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 101318）

自我國(guó)改革開放以來，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展十分迅速，但是經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展是以生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)的，目前我國(guó)的生態(tài)環(huán)境問題，已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響人們生活水平提高的重要問題。于是在21世紀(jì)之后，我國(guó)實(shí)行了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提出了經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在該工作中，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作是十分必要的，通過對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以幫助治理污染，加強(qiáng)環(huán)保工作。在現(xiàn)代的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，遙感技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，所以在我國(guó)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，需要適當(dāng)增加遙感技術(shù)的應(yīng)用。

一、遙感技術(shù)原理

關(guān)于遙感技術(shù)，它目前被廣泛當(dāng)作為一種探測(cè)技術(shù)。具體來看，遙感技術(shù)的發(fā)展及其在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，距今已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的歷程。它最早興起于上世紀(jì)六十年代。關(guān)于遙感技術(shù)的工作原理，其主要是依仗電磁相關(guān)理論，經(jīng)對(duì)各式各樣的探測(cè)儀器的應(yīng)用銜入，來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用設(shè)備本身接收記錄遠(yuǎn)端目標(biāo)輻射的電磁波信息。在早期常使用到的一些儀器設(shè)備，包括電子學(xué)探測(cè)儀器、電子學(xué)探測(cè)儀器光學(xué)探測(cè)儀器等。與傳統(tǒng)的單一航拍或者人工模式相比，遙感技術(shù)應(yīng)用下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下：對(duì)接收到的電磁波信息，依照設(shè)定的程序與要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)加工處理，完成成像。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展與技術(shù)改進(jìn)，遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛。除了早期的繪圖之外，目前被應(yīng)用于城市建設(shè)、生活管理、企業(yè)生產(chǎn)的方方面面。對(duì)不同的環(huán)境、地物等，均可展開探測(cè)和識(shí)別。借助于外來電磁波反射特征，將各類事物直接確立形態(tài)。

二、遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

（一）水環(huán)境中的應(yīng)用

對(duì)水環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)是基于污染水與清潔水的反射光譜特征分析，清潔水體的反射率要低于污染水的反射率，而在遙感影像中，水體表現(xiàn)為暗色色調(diào)，可以明顯地在紅外頻譜段上表現(xiàn)出來，因此，可以將水體光譜特性和水色作為水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)的指標(biāo)。海洋在地球表面占面積約為70%，海洋可以緩沖太陽(yáng)輻射引起的大氣自然溫度變化，可以調(diào)整極端的氣候變化。因此其中的污染也是需要重視的。目前對(duì)于海洋的污染觀測(cè)主要是海水的顏色、表面溫度、表面粗糙度和表面坡度。遙感技術(shù)對(duì)海洋監(jiān)測(cè)體現(xiàn)在能夠提供天氣數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)探測(cè)；進(jìn)行大面積的同步觀測(cè)；能夠探測(cè)到遙遠(yuǎn)區(qū)域的數(shù)據(jù)。通過遙感監(jiān)測(cè)海洋表面溫度而得到的數(shù)據(jù)可以通過繪制分析得到海洋的近況和風(fēng)力強(qiáng)度。

（二）在海洋環(huán)境中的應(yīng)用

在地球表面積中，海洋面積占據(jù)70%，在全球環(huán)境組成部分中，也是非常重要的關(guān)注內(nèi)容?，F(xiàn)階段，雖然陸地表面問題備受關(guān)注，但是在全球環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中，海洋作用是毋庸置疑的。海洋的陸地環(huán)境和大氣的物理化學(xué)和生物學(xué)影響，是不可忽視的，從全球范圍來講，海洋起到一個(gè)很好的緩沖作用，能夠?qū)Υ笞匀坏淖匀粶囟茸兓?，起到很好的緩和作用，進(jìn)而緩解極端氣候變化。從區(qū)域尺度方面來說，沿海區(qū)域海洋是洪水泛濫的潛在因素，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛴兄浅Ｖ匾挠绊?，?yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)通過衛(wèi)星遙感技術(shù)，來對(duì)航海環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行檢測(cè)。伴隨著海洋衛(wèi)星的問世，海洋監(jiān)測(cè)進(jìn)入新階段。目前，太空對(duì)海洋的主要觀測(cè)，主要針對(duì)的是表面溫度、粗糙度、坡度以及海水顏色，通過對(duì)海洋表面溫度的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠?qū)θ蚝Ｑ蟮淖兓M(jìn)行觀測(cè)，通過對(duì)海洋表面溫度及高度的繪制工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海洋近況及海面風(fēng)力程度的了解，將大氣尺度和海洋尺度之間的關(guān)系予以建立。能夠提供天氣數(shù)據(jù)，有利于對(duì)海洋從數(shù)小時(shí)到連續(xù)數(shù)周重復(fù)探測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)Υ竺娣e時(shí)間同步觀測(cè)，探測(cè)范圍較廣，對(duì)于普通探測(cè)較難達(dá)到的區(qū)域數(shù)據(jù)，通過遙感就能實(shí)現(xiàn)。但是海洋特殊性比較突出，加上遙感探測(cè)技術(shù)的局限性，遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)存在一定誤差，遙感數(shù)據(jù)的取得，應(yīng)當(dāng)以具體測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)和修正工作為基礎(chǔ)。

（三）大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)

與水體環(huán)境檢測(cè)有所不同，對(duì)于大氣環(huán)境檢測(cè)，一般多為間接監(jiān)測(cè)。關(guān)于其中的原因，即影響大氣環(huán)境的因子主要是氣溶膠、有機(jī)氣體等。相對(duì)而言，對(duì)于這類事物的監(jiān)測(cè)，實(shí)際上無需遙感手段來識(shí)別分析。通常都是利用氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)大氣溫度的分布以及水蒸氣的垂直分布特征，來予以區(qū)分。在此情形下，包括大氣中的水蒸氣、二氧化碳、臭氧、甲烷等，成分特征明顯。借助各自固有也有彼此不同的光譜輻射和吸收波長(zhǎng)，更加清晰的分辨和推算。

（四）有害氣體的監(jiān)測(cè)

有害氣體主要是指在人為或自然因素的作用，產(chǎn)生的給自然界生物體帶來不良影響的氣體，主要有氟化物與二氧化硫酸性氣體等。采取光譜技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中一氧化碳、二氧化硫等有害氣體的檢測(cè)。另外，利用熒光遙感器可以對(duì)一氧化碳與二氧化硫等有害氣體的濃度進(jìn)行檢測(cè)，在這些氣體檢測(cè)頻率上，可以對(duì)其熒光波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其定性與定量的監(jiān)測(cè)。在對(duì)有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，主要是通過間接翻譯標(biāo)志來完成的。如果植物受到污染，其對(duì)紅外線的反射水平會(huì)大幅度的降低，相對(duì)于處于健康狀態(tài)的植物而言，它的顏色與紋理都會(huì)存在較大的差異。例如當(dāng)前青海省西寧市投入使用的有害氣體遙感設(shè)備，該系統(tǒng)與園區(qū)已有的設(shè)備一起組合而成的有機(jī)體系，通過點(diǎn)線面等多維度對(duì)二氧化硫、氮氧化物、氨等有害氣體進(jìn)行科學(xué)的預(yù)警。相關(guān)專家及學(xué)者，通過研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于正常的楊樹而言，受污染的楊樹近紅外光波段的光譜發(fā)射率會(huì)顯著的下降，而其紅外段會(huì)顯著的增加，其葉綠素也會(huì)大大的減少，因此，在體現(xiàn)大氣污染的核心指標(biāo)過程中，葉綠素指標(biāo)是十分關(guān)鍵的一個(gè)層面。

結(jié)語

綜上，遙感技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)上，有較強(qiáng)的適應(yīng)性表現(xiàn)，可以在形成完整技術(shù)系統(tǒng)的過程中，盡可能地優(yōu)化環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)容。尤其在各種不同環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)工作中，可以針對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境、工程環(huán)境、城區(qū)環(huán)境以及特定污染物質(zhì)的內(nèi)容，提高監(jiān)測(cè)有效性，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)督工作的整體性升級(jí)。