遥感技术在环境监测中的实施分析

董 君，马立科，冯 静

（山东省青岛生态环境监测中心，山东 青岛 266003）

随着城市化进程、工业化进程的快速发展，大量的工业废物、废水、废气、废渣直接排入自然生态环境中，造成了比较严重的环境污染。对此，国家也加大了环境污染防治力度，环境监测作为控制和治理环境污染的主要手段，发挥着重要作用。遥感技术突破了传统环境监测手段的束缚，将其广泛应用于水环境、大气环境、城市环境、海洋环境等监测领域，有助于提高环境监测工作效率，对于改善城市环境质量具有一定帮助作用。

1 遥感技术的基本概述

遥感技术是多学科的共同成就，包括计算机、物理学、数学、地理学、空间等学科，是一项综合技术。目前，国际遥感技术的发展速度极快，有关遥感技术的类型有很多，一般按照平台高度划分，包括航空航天、航通、地面等技术；按照电磁波光谱段的长度进行划分，包括热红外遥感技术、反射红外遥感技术、微波遥感技术[1]。

2 遥感技术在环境监测中的重要性

2.1 获得大量信息

遥感技术能够对地面上全部地形进行观测，如一些人工监测不到的原始森林、沙漠、冰川、海洋等，利用遥感技术也可以获得具体的遥感影像，提升环境监测工作水平。相关监测人员借助电子光学仪器、计算机软件等设备，可准确获得可见光、微波波段的信息，解决了人工监测存在的不足，为获取更多的环境监测信息提供一定的技术支撑。

2.2 实现全面监测和动态监测

遥感技术能够实时监测自然生态、水文、土地、大气等环境变化情况，确保监测人员在第一时间掌握全部数据信息变化。在此过程中，监测人员能够利用遥感技术对被监测区域进行拍摄、扫描等，以获取被监测区域中最新的环境变化数据信息，为环境保护工作提供更为精准的数据参考[2]。

3 遥感技术在环境监测中的实施要点

3.1 水环境监测

通过清洁水、污染水在卫星遥感影像上存在的差异，深度分析遥感影像中产生的色彩灰度值，有助于监测人员在第一时间了解水污染的严重程度。污染水反射率通常大于清洁水反射率，而且，在遥感影像上的污染水和清洁水的红外图谱色感很显著，会让人一眼看出其中存在的变化（图1）。监测人员可对水面光谱进行分析，并借助计算机进行数据分析，判断水污染的类型、严重程度、影响范围等[3]，并按照所得信息情况，确定污染物的来源、位置以及污染趋势。监测人员将遥感技术应用于水污染监测中，大大提升了环境监测效率。比如：中科院遥感应用研究所自主研发的水环境遥感监测系统，能够有效监测水体富营养化、固体悬浮情况、水质污染程度等，使监测人员能够第一时间掌握水污染类型、分布范围、发展趋势以及扩散面积，为环境监测提供一定理论参考。

图1 不同水体遥感反射率（a）是清洁水体（b）是污染水体

3.2 海洋环境监测

人们在开发、利用海洋资源的过程中，会导致海洋污染问题的发生，使海洋生态恶化，严重降低了海洋环境的质量。在对其进行监测的过程中，相关监测人员借助遥感技术，以水体光谱特性和水色为主要选择指标，能够更大范围地监测水体污染扩散情况，并对污染物的排放原因、扩散方向、扩散规模等进行全面监测，为海洋环境的合理监测提供正确的理论参考（图2）。

图2 海洋环境遥感影像图

3.3 大气环境监测

将遥感技术合理应用于大气环境监测工作中，可研究大气环境、大气污染物、灾害性大气污染的扩散情况等。相关监测人员通过对大气污染源的分布情况、扩散条件、分布范围等进行监测，可实时获得地面同步监测信息，为大气污染提供一定的评价依据。

相关监测人员可借助大气污染物中微量成分的光谱特征、植物受污染程度所呈现的光谱颜色变化，对大气环境质量进行全面剖析，如大气污染源分布情况、大气环境污染程度、污染物扩散范围等。一般来说，工业生产、生活燃煤、汽车尾气排放、森林火灾等产生的废气、粉尘、烟尘和其他有毒、有害气体等，相关监测人员都可以利用遥感影像来对其进行监测，判断污染物组分的波长范围，并利用红外激光——荧光遥感器监测污染物的浓度和污染源数据，为提升大气环境监测质量提供一定的理论参考[4]。另一方面，相关监测人员借助卫星热红外波段数据监测秸秆、森林焚烧点，可对污染源进行定位追踪。在治理扬尘过程中，相关监测人员还能够借助遥感技术，合理控制污染物来源[5]，有效指导扬尘处理工作（图3）。

图3 遥感反映大气污染物监测示意图

3.4 地面环境监测

相关监测人员借助卫星遥感图像，可以对土地分布和土地覆盖范围进行了解，并掌握地面覆盖物的反射率、形状等，为地面环境监测提供多样性的信息参考。对于地面环境污染来说，相关监测人员要善于分析土壤中残留的重金属等有害物质，并对不同地区的土壤侵蚀情况进行初步判断和分析，有助于提高环境保护工作质量（图4）。

图4 土壤覆盖和土壤污染监测遥感影像图

3.5 城市污水监测

随着城市化进程的不断加快，城市人口越来越多，加之工业行业的高速发展，会产生大量废水、污水，导致地下水的质量降低。所以，将遥感技术应用于 城市污水监测中，利用光谱影像的不同呈现特点，明确城市水体污染程度。通常来说，相关监测人员要使用综合污染法，对水体质量进行定量评估，并收集光谱数据信息，建立分析模型等，明确水体污染程度和污染源，确保第一时间发现问题，并提出解决方案（图5）。

图5 城市污水监测遥感图像

4 结语

综上所述，严重的环境污染问题不仅对广大人民群众的身体健康造成一定影响，而且对于城市可持续发展也会产生一定的抑制作用。近些年来，我国正在积极推行绿色、环保、节能、减排、低碳的可持续发展理念，为了积极响应这一号召，遥感技术被广泛应用于环境监测中。遥感技术的应用能够提高环境监测效率，扩大环境监测范围，确保环境监测的结果更为准确，进而查找环境污染的原因，并有针对性地提出相对应的解决方案，实现人类和自然环境的和谐发展。