遥感监测，环境监测的“超级战将”

黄丹雯

遥感监测是天空地一体化环境监测网络建设必不可少的重要环节，是环境监测的一把“利剑”。近年来，环境遥感监测能力建设阔步迈进，为环保工作提供有力的技术支撑，推动环境监测由点上向面上发展、由静态向动态发展、由平面向立体发展。

从2005年开始，广东省环境监测中心（以下简称“省监测中心”）着手开展生态环境遥感监测相关工作，到2017年已是第13个年头，遥感监测应用从零开始到趋于成熟。如今，遥感监测这一员“大将”，已是整个广东环保“攻坚战”的好帮手。遥感监测如何开展，带着疑问记者走进省监测中心一探究竟。

大面积扫射的“超级战将”

早在20世纪60年代，遥感技术就在全世界兴起并迅速发展。遥感，顾名思义，就是在遥远的地方感知目标的特征，就好比传说中的“千里眼”，是指在空中或空间中的飞机或人造地球卫星等运载工具上，利用各种传感仪器收集地面反射或发射的、不同波长的电磁波信息，经过加工处理，变成人眼可见的图像或数据，再通过分析判读来识别物体性质的原理和方法。简单地说，就像在卫星、飞机、无人机上安装了一台功能强大的照相机，通过对所获取的“照片”进行图像分析，提取有用的信息并予以应用。遥感已成为获取资源与环境信息的强有力手段，基于遥感技术监测面积大、数据可比性强、获取快速和人为影响少等特点，可以从宏观上快速跟踪和定位，为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。

在土地利用类型遥感解译标志数据库的基础上，利用Landsat8、GF1、GF2等中、高分辨率的卫星影像，对土地利用类型进行室内遥感解译，即对影像上地物图斑进行判读和勾画，并结合野外核查，进行图斑修正，最终形成土地利用现状和动态矢量，这是省监测中心查明广东省省域范围内土地利用现状及动态变化的主要方式。

据介绍，通过专业遥感软件可以將影像根据不同波段组合进行显示，如：真彩色（红、绿、蓝）、假彩色（近红、红、绿），通过分辨不同颜色、色调、形状的图斑，得出各种土地类型的分布情况。将前一年和本年度（不同时相）影像进行叠加、对比分析，便可勾绘出这一年（该时间段）的土地利用动态变化，如可以直观地看出水体面积的变化、地类属性转化等。

2014年至今，省监测中心与中科院遥感所合作开展《星-机-地生态环境质量遥感监测系统集成与示范研究》课题工作，进行生态环境遥感监测系统研发，研究“星-机-地”（星—卫星，机—无人机，地—地面）生态环境参数遥感监测技术，构建了环境质量综合评价指标体系和模型，建立了生态环境遥感监测系统与应用平台，可反演PM2.5、PM10、SO2等大气参数，也可反演净初级生产力等生态参数，并可直观制图展示，进行业务化运作，通过开展生态环境质量遥感监测综合实验与应用示范，推进生态环境质量遥感先进监测技术在环境监测工作中的应用。

2014年起，省监测中心结合遥感技术进行重点生态功能区县域生态环境质量考核，针对广东省11个国家重点生态功能区开展了生态功能状况评价与分析，为县域生态考核提供依据。

重点范围的野外核查

由于自然环境的复杂性、遥感成像过程存在同物异谱、异物同谱现象（同一个地物，处于不同状态，如对太阳光相对角度不同，密度不同，含水量不同等，呈现不同的谱线特征，称为同物异谱；在某一个谱段区，两个不同地物可能呈现相同的谱线特征，称为异物同谱。）以及技术人员专业背景差异等因素，使遥感专题信息提取过程中存在一些未确定信息。为了提高遥感影像的解译精度，省监测中心每年均要开展全省重点范围的野外核查工作。

省监测中心生态环境监测科相关技术人员表示，遥感监测得出的数据大致客观、准确，但鉴于上述影像遥感解译的影响因素，需要进行有针对性的野外核查。在动态变化个数多、变化面积大的区域，抽取不同的典型地物类型样本以及勾画的地物边界，到实地进行验证，记录核查点位的属性信息（经纬度、海拔、覆盖类型等），以对错判、误判的图斑进行修正。经过野外核查工作，在提高遥感影像解译精度的同时，也可完善补充土地利用类型遥感解译标志数据库。

遥感监测作为主要监测方式，野外核查作为补充手段，这样的天-地协调监测，大大提高了遥感监测的力度和精度。大面积、周期性的遥感监测有助于发现相关环境问题，如省监测中心于2006年开始开展野外工作，截至2016年12月，累计完成5000多个野外核查点位，共拍摄10000多张地物照片。经过多年野外核查发现，省内多地存在轮番种植桉树的现象，给森林生态环境造成了较大破坏。

对生态评估有着大作用

通过遥感监测得到土地利用类型数据，并在此基础上综合利用降水量、水资源量、污染物排放量等统计数据，可进行以省、市、县（区）为单元的生态环境状况分析与评价，如大家所熟知的生态文明建设示范县、市考核的硬性指标——生态环境状况指数（EI）就是如此得来。

通过遥感技术来监测环境变化并进行生态评估，省监测中心做了不少工作。据透露，“十二五”期间，省监测中心开展了全省生态环境十年变化（2000～2010年）遥感调查与评估项目，其中为监测全省典型矿区的规模区域分布、矿产开发现状、生态环境质量、生态修复成效等情况，省监测中心分别选取粤北的曲江大宝山多金属矿、仁化凡口铅锌矿和粤东的莲花山钨矿等典型矿区，利用QuickBird、WorldView-2等高分辨率卫星影像，结合野外核查，调查和评估矿产资源开发区2000～2010年间对周边生态环境的影响，以点带面，来评估全省矿产资源开发区生态变化及其生态环境影响。

“我们中心2016年开始在湛江雷州半岛开展红树林湿地生态系统地面监测。结合遥感解译的土地利用类型数据，选取特呈岛、雷州附城和廉江高桥3个调查地点，对白骨壤、桐花树、无瓣海桑、秋茄、红海榄、木榄等红树林植物群落进行野外调查。2016年省监测中心共在雷州半岛共布设26个监测样方，调查面积为1829 m2。” 省监测中心生态环境监测科郭科长介绍说。地面监测是一项长远的工作，每年要开展常规监测，可为监测和评估红树林湿地生态系统的动态变化，研究城市化及滨海湿地修复过程对红树林湿地生态系统结构和功能变化的影响提供有力的数据支持。除此之外，省监测中心还将遥感技术应用于大气、水环境监测及土壤布点等工作，遥感监测已成为环境监测的“超级战将”。

遥感技术是观察地球变化的“天眼”，是快速获取各类地理信息的新时代“飞鸽”，原国家环境保护部部长陈吉宁曾经在调研时高度肯定环境遥感监测发挥的重要作用，并指出环境遥感监测与应用不仅要成为环境管理的“眼睛”，而且要成为环境决策的“大脑”。据省监测中心相关负责人表示，在“十三五”期间，广东省拟构建天空地一体化生态环境遥感立体监测网络，提升卫星遥感监测能力，加强全省及重点区域（重点生态功能区、生态环境脆弱区和敏感区）的高分辨率遥感监测，定期开展全省和重点区域生态状况监测与评估，为环境管理和决策提供科学依据。