遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程應(yīng)用中的進展

胡為

摘 要：全球經(jīng)濟化帶動我國經(jīng)濟發(fā)展進程加快，生態(tài)環(huán)境的問題開始逐漸凸顯出來。采用遙感技術(shù)能夠精準及時地對環(huán)境質(zhì)量問題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行反應(yīng)，也能夠?qū)Νh(huán)境進行監(jiān)測、預(yù)防污染、對環(huán)境和領(lǐng)域進行科學(xué)的規(guī)劃。遙感技術(shù)正在逐漸被廣泛應(yīng)用在我國的環(huán)境監(jiān)測工作當中。

關(guān)鍵詞：遙感技術(shù);環(huán)境科學(xué)與工程;應(yīng)用發(fā)展

遙感技術(shù)對比人工監(jiān)測的靈活度更高，應(yīng)用成本更少，實用性強且安全風(fēng)險低。遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測以及環(huán)境的規(guī)劃保護當中，能夠?qū)λ临Y源和大氣環(huán)境等實際情況進行有效掌控，對環(huán)境中存在的問題能夠有效分析和及時解決，能夠有效保障我國的生態(tài)環(huán)境，為環(huán)境科學(xué)與工程工作提供助力。

1 遙感技術(shù)的概述

1.1 概述

遙感技術(shù)最早由1972年的美國衛(wèi)星運用而被人們所得知，這項技術(shù)是一種通過電磁波、紅外線、可見光等進行遠距離反射目標檢測或者檢測自身輻射來識別目標。遙感技術(shù)能夠通過感應(yīng)探測等設(shè)備來對圖像進行遙感采集，利用計算機來對圖像的信息和數(shù)據(jù)進行深入分析。遙感技術(shù)的綜合性較強，能夠?qū)D像進行處理和分析，近幾年遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用在環(huán)境的質(zhì)量檢測方面，針對生態(tài)環(huán)境的實際情況尤其是水之源和大氣環(huán)境等問題進行有效檢測。遙感技術(shù)能最大限度確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準度，有效避免監(jiān)測信息的失真風(fēng)險。環(huán)境保護部門對遙感技術(shù)的使用需要充分結(jié)合當?shù)氐膶嶋H環(huán)境情況，遙感技術(shù)能夠?qū)Νh(huán)境進行充分的保護。遙感技術(shù)作為數(shù)據(jù)監(jiān)測和處理的一種方法實際上是利用電磁波的探測技術(shù)來對數(shù)據(jù)和信息進行采集，遙感技術(shù)能夠集成多項技術(shù)，如感應(yīng)檢測、信息處理、信息傳輸?shù)?。對不同的土壤的對象都能夠進行測量，也可以進行全方位的地域遙感，信息更加完整也不受地域局限。雷達遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，具有能夠獲取全天候圖像以及穿透個別地物的能力，能夠?qū)Φ厍蜻M行充分的觀測，是遙感技術(shù)中的前沿技術(shù)。未來的遙感技術(shù)發(fā)展重點朝著干涉雷達技術(shù)、三維成像技術(shù)、被動微博合成孔徑成像技術(shù)以及植被穿透寬帶雷達技術(shù)等方向，力求具備全天候地球觀測能力，極大程度提升對環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測水平。另外遙感技術(shù)中的熱紅外技術(shù)也在逐漸完善并且深入發(fā)展，能夠為全球氣候變化研究提供有效助力。

1.2 遙感技術(shù)的優(yōu)點

1.2.1 監(jiān)測范圍廣

遙感技術(shù)可以通過使用無人機來進行不同高度的空間拍攝，也可以輕松深入環(huán)境惡劣的區(qū)域進行信息的高精度捕捉。使用無人機能夠?qū)Ω鱾€范圍的環(huán)境進行有效監(jiān)控，確保環(huán)境的可監(jiān)控性。無人機遙感技術(shù)能夠有效減少人力物力以及資源的浪費，結(jié)合建模技術(shù)可以通過三維建模來呈現(xiàn)出沙漠、沼澤、草原以及森林等監(jiān)測目標的實際情況，對各種地域空間進行信息的演示和分析。

1.2.2 監(jiān)測效率高

遙感技術(shù)需要確保監(jiān)測的效率，尤其是緊急事件發(fā)生時候的及時性十分重要，否則會導(dǎo)致惡劣的社會影響和極大的安全風(fēng)險。衛(wèi)星和無人機遙感技術(shù)能夠極大程度提升監(jiān)測的效率，尤其針對重大災(zāi)害的情況，遙感技術(shù)能夠第一時間獲取現(xiàn)場的有效信息，對災(zāi)害的實際情況進行分析和判斷，制定具有針對性的應(yīng)對計劃。采用遙感技術(shù)能夠及時對緊急狀況和事件進行處理，提升監(jiān)測效率和處理效率，確保處理結(jié)果有效。

1.2.3 信息處理效率快

遙感技術(shù)能夠在最短時間內(nèi)捕捉到目標的相關(guān)信息并對信息進行分析、處理并將不同的信息傳輸?shù)綄?yīng)的系統(tǒng)當中進行進一步處理。有效降低了監(jiān)測工作的時間和工作量，避免人工操作而導(dǎo)致的誤差等情況。遙感技術(shù)能夠有效提升信息處理工作效率也能夠有效控制傳輸誤差的出現(xiàn)。

1.2.4 具有系統(tǒng)兼容性

實際監(jiān)測工作當中，遙感技術(shù)也需要進行組合搭配來完成工作，這樣能夠避免數(shù)據(jù)的誤差性，提升數(shù)據(jù)的精準度和有效性，有效彌補技術(shù)中有可能出現(xiàn)的不足之處和漏洞。遙感技術(shù)的兼容性能夠有效提升監(jiān)測工作的效率。

1.3 遙感技術(shù)的劣勢分析

雖然遙感技術(shù)有許多優(yōu)勢可以提升工作的效率和質(zhì)量，但在無人機的使用方面因機型較小，極容易受到空間和氣流等外在因素的影響，導(dǎo)致無人機的穩(wěn)定性，因此在這方面還需要進行進一步的研究和改進，提升無人機遙感技術(shù)的工作效率。

2 遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用

2.1 水資源污染監(jiān)測及治理

社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展造成水資源短缺，這也是世界各國都在關(guān)注的問題，水資源污染現(xiàn)象嚴重也會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到影響。我國地域廣闊國內(nèi)湖泊與河流較多，并不適合采用人工勘測的方法，一方面難度較大，另一方面對人力物力的消耗較多。采用衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠?qū)λY源進行光譜勘測，對水體質(zhì)量進行評估。遙感技術(shù)能夠?qū)?shù)字源中的各種懸浮物進行含量、種類、色度、溫度、科榮有機物的類型以及具體含量進行有效檢測，遙感技術(shù)有助于對水資源的污染情況進行分析并對治理方案提供參考支持。通過遙感技術(shù)能夠?qū)λY源的質(zhì)量進行明確的檢測，避免深度、溫度、植物、動物和微生物的干擾，能夠更加深入了解水資源的污染情況，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準度。

2.2 大氣環(huán)境污染監(jiān)測與保護

采用無人機遙感技術(shù)對大氣污染環(huán)境進行動態(tài)監(jiān)測，可對大氣中的溫度和濕度進行實時監(jiān)測，也可以對大氣中的二氧化氮濃度、粒子含量以及臭氧含量進行監(jiān)測，深入了解空氣污染情況。如化學(xué)工業(yè)的區(qū)域中可以采用無人機遙感技術(shù)來對大氣中的一氧化碳、一氧化氮以及二氧化硫等污染氣體進行監(jiān)測，進而對污染氣體的排放方案提出參考。利用無人機遙感技術(shù)對大氣環(huán)境進行監(jiān)測的過程中可以將采樣器安裝在無人機上針對大氣進行樣本收集，實驗室根據(jù)指標對樣品進行監(jiān)測，對大氣污染情況進行評定。遙感無人機的檢測視野廣泛、持續(xù)性強，可以結(jié)合衛(wèi)星監(jiān)測來對大氣環(huán)境進行成像，通過不同顏色來顯示出大氣環(huán)境的具體污染情況和污染程度，更加詳細了解污染物的擴散范圍。遙感技術(shù)監(jiān)測大氣環(huán)境污染能夠展現(xiàn)出立體的圖像，聯(lián)合地表的環(huán)境監(jiān)測信息資料來對測定的參數(shù)進行定量，根據(jù)數(shù)據(jù)的指標來建立遙感圖片影響，對大氣的污染情況進行量化和評估，將評估結(jié)果傳輸?shù)綒庀蟛块T，有效控制、治理和預(yù)防大氣污染等現(xiàn)象。

2.3 固體廢棄物監(jiān)測和處置

建筑項目等工程在實施的過程中必然存在固體的廢棄物，另外也有日常生活和工作產(chǎn)生的固體垃圾，針對這些廢棄物也可以利用遙感技術(shù)來進行監(jiān)測和處理。通過遙感技術(shù)來對監(jiān)測目標進行形狀、顏色以及陰影的圖像處理，能夠更加直觀地確定固體廢棄物的分布情況，了解廢棄物的具體種類和數(shù)量。遙感技術(shù)能夠動態(tài)檢測出分辨率較高的物體，進而確定固體廢棄物的分布范圍和具體數(shù)目，能夠有效協(xié)助廢棄物的處理工作。

2.4 水土的保持

采用無人機遙感技術(shù)能夠?qū)λ帘３止ぷ魈峁┯行У膮f(xié)助，無人機安裝光譜成像儀能夠?qū)λ亮魇У木唧w情況進行實時監(jiān)測，確保水土資源能夠得到治理和保護。

2.4.1 土壤侵蝕監(jiān)測

遙感技術(shù)能夠監(jiān)測到土壤的侵蝕情況，衛(wèi)星影像能夠采用1：100000的地形圖像和1：250000的數(shù)字化地圖進行區(qū)域分析，結(jié)合地貌、地質(zhì)、土壤、植被、水文、土地使用等圖像來進行專業(yè)的遙感監(jiān)測圖像處理方法，采用人機交互和地理信息空間研究技術(shù)等對土壤具體侵蝕情況的數(shù)據(jù)進行收集，對信息資料進行整理，根據(jù)勘測結(jié)果來判斷侵蝕的級別、種類、地表構(gòu)成、水土保持以及植被覆蓋等區(qū)域信息。

2.4.2 水土流失監(jiān)測

采用遙感技術(shù)能夠掌握水土流失的具體情況，能夠根據(jù)動態(tài)監(jiān)測等形式來對各個時間段的遙感圖像信息進行整合，推算出土地的具體使用情況，結(jié)合實地勘測的結(jié)果來對數(shù)據(jù)的變動情況進行實時監(jiān)測和進一步核實，重點區(qū)域可以采取具有針對性的詳細圖對比，常規(guī)區(qū)域則采用統(tǒng)計對比進行檢測，進而得到更加精確的水土流失信息和數(shù)據(jù)。通過處理數(shù)據(jù)分析結(jié)果來形成水土流失報表，針對具體改變趨勢來進行水土流失的預(yù)估，提前進行水土流失的處理和保護工作，降低水土流失的情況發(fā)生。

2.4.3 生態(tài)監(jiān)測

采用無人機遙感技術(shù)對生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測，建立地表管控的控制體系對信息資料進行匯總處理和分析，對生態(tài)環(huán)境的參數(shù)信息進行深入研究，詳細了解實際的森林、地質(zhì)和土壤情況。環(huán)保部門利用遙感技術(shù)來對國家的自然保護區(qū)等地區(qū)的大氣環(huán)境進行監(jiān)測，同時也可以支持區(qū)域環(huán)境的日常監(jiān)管和環(huán)保工作的督查監(jiān)管。遙感技術(shù)能夠?qū)﹄[蔽性較強的環(huán)境和區(qū)域性的問題進行具有針對性的監(jiān)測，能夠為環(huán)境的管理和規(guī)范提供有效的支持。同時也可以采用無人機遙感技術(shù)和人工結(jié)合的形式來對農(nóng)作物的病蟲害情況進行監(jiān)測，深入了解病蟲害的發(fā)病情況和分布范圍，提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的精準度和有效性，及時對病蟲害情況進行處理。

2.4.4 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測和突發(fā)事件處理

遙感技術(shù)的監(jiān)測能力不僅能夠?qū)Νh(huán)境進行日常監(jiān)測還可以對環(huán)境進行應(yīng)急檢測，對突發(fā)事件和較為嚴重的環(huán)境污染進行技術(shù)支持。因這些情況的現(xiàn)場危險度較高，采用衛(wèi)星遙感技術(shù)和無人機遙感技術(shù)能夠有效確保人們的安全，并且有效提升檢測的精準度，對突發(fā)事件的具體位置進行及時定位，降低應(yīng)急處理的困難度，提升救災(zāi)工作的效率和質(zhì)量。

結(jié)束語：綜上所述，遙感技術(shù)在不斷發(fā)展，微博、熱紅外等技術(shù)正在不斷普及和推廣。研究人員能夠同時獲取各個地區(qū)的光譜、時相、傳感器的遙感圖像和數(shù)據(jù)，遙感技術(shù)的多源數(shù)據(jù)綜合性特點能夠有效補充單元遙感圖像數(shù)據(jù)的不足之處，多源數(shù)據(jù)的融合能夠為更多領(lǐng)域提供遙感技術(shù)的支持。遙感技術(shù)能夠不受臺風(fēng)、洪水等情況的限制，未來的研究方向朝著雷達與可見光的融合發(fā)展，進一步完善技術(shù)，為環(huán)境科學(xué)與工程工作提供有效助力。

參考文獻：

[1] 勞建平， 張雪賓， 楊春草. 攝影測量與遙感技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J]. 名城繪， 2020（5）：0212-0212.

[2] 馮菁. 遙感與GIS技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 環(huán)球市場， 2019（14）.

[3] 顧亞靜. 傾斜攝影測量與遙感技術(shù)運用研究[J]. 地礦測繪， 2021， 4（2）：1-2.

[4] 楊超. GIS遙感技術(shù)在國土污染區(qū)域面積測定中的應(yīng)用分析研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2020， v.45;No.269（04）：137-141.

[5] 晏磊， 廖小罕， 周成虎，等. 中國無人機遙感技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述[J]. 地球信息科學(xué)學(xué)報， 2019， 000（004）：476-495.

[6] 馮喻， 肖利娟， 韋桂峰. 遙感在近岸海域水體生物監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2019， 044（004）：149-153.

[7] 杜澄舉， 李賽楠， 孫思，等. 無人機低空遙感技術(shù)輔助高精度造林[J]. 林業(yè)與環(huán)境科學(xué)， 2019， 35（001）：P.49-53.

[8] 王曉靜， 盧霞， 陶坤旺. 無人機遙感技術(shù)與應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2019（01）：6-10.