关于遥感技术在环境污染监测中的应用分析

关于遥感技术在环境污染监测中的应用分析

黑龙江省林甸县环境监测站黑龙江大庆166300

摘要:近年来,我国的经济技术得到了快速发展,我国经济的发展大部分是依靠工业的发展的,因此,生态环境问题也越来越严重。在当前环境监测工作中,通过运用遥感技术来获取监测区域的环境信息,在信息收集过程中受人为因素影响较小,能够节约环境监测费用,并对环境质量的变化进行动态反应。可以说将遥感技术与环境监测有效结合,能够更好的实现对环境污染和生态环境状况的有效监督,并对环境质量进行正确评价,其对改善生态环境具有非常重要的意义。

关键词:遥感技术;环境污染监测;应用分析

引言

水土流失、土地荒漠化、森林覆盖面积减少、草原退化、自然灾害加剧、空气污染和酸雨、水污染和缺水等生态环境问题已危害到中国国家安全。环境污染作为人类面临的严峻问题之一,严重影响着人类的生产和生活。因此,环境监测是必不可少的[1]。遥感技术是一项综合性很强的探测技术,包含计算机技术、空间技术及微波雷达等多种物理学技术,出现于20世纪60年代,目前已得到广泛应用。对环境的遥感监测一般来说是通过卫星和航行器实现的。信息化技术的发展给卫星遥感技术传播和使用提供了极大的便利。遥感技术的关键性作用在于能够对环境问题进行及时有效的监测,并根据环境变化情况提供准确的信息。遥感技术在环境监测方面的应用目前已经比较成熟,有良好的发展前景。

1.遥感技术与环境监测概述

遥感技术是指利用探测仪器采集监测目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,在远距离不接触物体的前提下,对目标物的性质进行识别、测量和分析的一种技术。遥感技术主要包括信息获取、传输、存储和处理等环节。一个完整的现代遥感技术系统一般由遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统、遥感资料分析翻译系统组成,其中遥感平台、传感器、遥感数据接收与处理系统是决定遥感技术应用成败的三个主要技术因素。目前,遥感平台主要有飞机、火箭和卫星等,传感器主要有摄影机、摄像机、扫描仪、雷达、光谱仪、辐射计等,遥感平台和传感器代表着遥感技术的水平。作为一种环境科学研究的新型手段,遥感技术具有里程碑式的意义,遥感技术的运用标志着获取环境信息的方式和处理方法都有了突破。遥感技术在环境监测方面的运用,能及时有效地提供环境情况变化特征及情况,使我们能够及时采取措施并处理。利用遥感技术进行环境监测可以实现大面积同步观测,还可以对某一个地区进行针对性的重复探测,使得出的动态数据更具有现实意义,综合体现环境变化的实际特征。在水污染、大气污染、大面积土壤污染灾害发生时,遥感技术能迅速评估污染地环境,并进行后续跟踪。因此,遥感技术在环境监测方面起到重要作用。

2.遥感技术在环境污染监测中的应用

2.1水环境污染领域的监测

在利用遥感技术对水环境污染领域进行监测过程中,主要是以污染水与清洁水的反射光谱特征来作为监测的重要依据。由于清洁水反射率较低,因此具有较强的吸收光的性能,通常在遥感影像上水体会以暗色色调为主。遥感技术在对水质监测过程中,一般情况下会采用水体光谱特征和水色作为监测的指标。在对江湖海等污染物种类较多的水体中进行监测时,污染物通常会分为热污染、富营养化、海洋石油污染和固体漂浮物等类型,这样为遥感技术对水污染物的分析提供了更为便利的条件。当水体表现为富营养化时,可以根据叶绿素浓度来反映富营养化的程度。在富营养化水体中浮游生物繁殖速度较快,水体中存在植物和水两种光谱特征,当浮游植物含量升高时,光谱曲线也会与绿色植物的反射光谱越来越接近。由于叶绿素主要吸收红光和蓝光,并反射绿光,可见光波段在绿光附近会有一定反射率的波峰存在,因此在对水体中悬浮物质数量和叶绿素含量调查过程中通常会采用0.45~0.65Lm附近的光谱线段。在当前海洋污染中,多是由于石油污染和向海洋内倾倒废弃物,这对海洋生态带来了严重的威胁,海洋生态环境得以恶化,导致环境质量不断下降。在对海洋污染领域监测过程中,可以通过海洋遥感卫星来搜索污染的范围和扩散情况,从而为监测提供必要的资料和数据。对于水体热污染进行监测时,利用热红外图像能够对热污染区的温度特征进行定量解译和反映,利用热红外波段影像来对水体中具有显著温差的热污染水体进行识别。

2.2大气污染领域的监测

在对大气温度和水蒸汽垂直分布情况进行监测时可以利用气象卫星和大气遥感。对于大气部分微量气体分子中固定的辐射和吸收光谱,可以通过遥感图完全骄傲来对大气气溶胶和分布和光学厚度直接进行分析,。但对于大气污染程度和性质,由地在遥感图像上无法直接进行显示,因此只能通过间接解译标志来进行推断。这里可要通过对雾、霾和沙尘天气的遥感目视解译来作为具体的范例。由于遥感信息传输规律与介质的特性想出十分密切的关系密。雾、霾和沙尘的物理特性直接决定了其辐射传输特性,并通过传感器各通道来呈现出不同的波谱特性,因此通过了解雾、霾和沙尘的物理性质上的差异,清楚物理特性受波谱特性的影响,然后选择适宜的遥感通道。由于雾主要由水滴或是冰晶所组成,其粒子尺度和水汽含量都较为充足,呈现为饱和状态。这也使雾的散射不会受波长的影响,在遥感图像上会呈现出乳白色或青白色,具有显著的日变化,雾区和晴空区之间的界限也十分明显。霾由多种污染物共同组成,霾天气主要来自于细粒子气溶胶污染,霾中干粒子的存在使其处于不饱和状态,其包含大量的散射波长较长的光,在遥感图像上以黄色和灰色为主,日变化和与晴空区之间的界限也不明显。沙尘天气污染主要来源于沙漠中的沙尘,而且这种污染主要发生在水气含量小及低饱和状态的沙漠及附近半干旱地区,沙尘粒子散射波长较长,从遥感图像上进行分辨时,其主要呈现为共色或是深黄色。由于当前大气卫星都具有对大气反射和辐射进行探测的红外通道,因此气象卫星能够对雾霾进行有效的监测。而且在具体监测过程中,也能监测到土壤、植被和水体等对太阳辐射的反射和自身的反射辐射。

2.3在城市环境监测中的应用

在当前城市中,工业的快速发展,汽车数量的增加及一些固体废弃物的存在,这都是导致城市环境污染的主要因素。由于城市中人们的工作和生活都建立在城市环境的基础上,因此环境质量的好坏与城市居民息息相关。针对当前城市环境污染日益严重的现象,利用遥感技术来对城市环境进行监测。在具体监测过程中主要是通过获取各种环境信息,并对土地变化和分类进行研究,从而为环境管理部门提供重要信息依据,实现对城市工业布局和人口分布的科学决策和管理,以此来降低城市环境污染的发生。

3.结束语

利用遥感技术监测环境能有效弥补传统技术的不足,使监测效率、精准度及全面性得到很大程度地改善。遥感技术能够及时提供有效的环境变化信息,有利于快速采取相应的环境保护措施。遥感技术是面向全球的一项环境监测技术,相信随着该技术迅速发展,现存的问题都能得到妥善解决,从而在环境监测上发挥更大的作用。

参考文献:

[1]胡鞍钢.中国生态环境问题及环境保护计划[J].安全与环境学报,2001,1(6):49-54.

[2]冯江.遥感技术在生态环境监测中的应用[J].农业开发与装备,2016(5):95.

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