3S技术在生态环境监测中的应用

姜德鑫

（大连市生态环境事务服务中心庄河生态环境监测站，辽宁 大连 116400）

当前阶段，随着我国城市化进程以及工业化进程的加快，必然给生态环境带来严重的污染。而随着我国可持续发展战略的提出，势必要加大对生态环境的监测力度，以改变以往重发展而轻环保的局面。目前，伴随我国信息化水平的提高，借助3S技术加强生态环境质量监测已经成为当前的主要发展方向。而随着3S技术在生态环境监测中应用的持续深入，能够帮助相关工作人员获取更精准和全面的生态环境数据，这些数据能够为其制定生态环境保护方案提供有力佐证。不仅如此，在未来发展过程中，随着3S技术的逐渐完善和成熟，势必在生态环境监测中发挥更大作用的同时，为推动我国实现可持续发展奠定基础。

1 3S技术的特点概述

3S技术是遥感技术（Remote Sensing，简称RS）、地理信息系统（Geography Information Systems 简称GIS）、全球定位系统（Global Positioning Systems，简称GPS）的统称。3S技术作为一项尖端科技，通过结合空间技术、传感器技术、卫星定位技术、导航技术、计算机技术、通信技术等，能够对采集到的空间信息执行采集、处理、管理、分析、表达、传播、应用等操作[1]。由此可见，3S技术在数据处理的全面性、准确性、效率性方面，能够提供充足保障。而将其应用于生态环境监测中，能够取得突出的应用成效。基于此，文章对3S技术的内涵及技术特点予以阐释。

首先，RS技术是一种通过从外层空间接收各类地物，并对这些电磁波进行扫描、分析、传输，进而形成对地物远程监测的一项现代技术。此外，RS技术不仅能够监测实体，而且还能有效识别电磁波、光源等，从而保障了监测范围的全面性。同时，由于RS技术所覆盖的范围包括整个地表，因此其监测范围巨大。且通过高清拍摄的相关地理信息，能够实时上传至监测系统中，从而确保了信息的实效性。其次，GIS技术是一种分析和管理地理信息的软件，依托该技术，不仅能够通过分层、分级的方式管理地理信息，还可以对地理信息进行自由组合，以实现对信息资源的整合、重组。此外，GIS技术还具备数据输入、数据预处理、数据编辑、数据存储、数据查询、数据检索、数据分析、数据输出等一系列功能，能够帮助工作人员处理和地理有关的任何信息。因此，GIS技术较常运用于土地资源管理、区域规划、生态规划、灾情预警等内容中。最后，GPS技术是一种先进的定位技术，主要通过用户、空间、地面三者间的定位传输，从而确定事物的具体位置。在具体的使用中，主要将GPS系统安装于设备上，然后借助卫星将设备的位置准确传输。当前，GPS技术由于操作简单，准确性高、定位误差小等优点，已经广泛应用于军事、工程建设、抢险救灾、生态环境监测等多个领域。综上所述，3S技术中的每一项都各有特点，将其进行有效结合，能够在生态环境监测中做出突出贡献。

2 3S技术在生态环境监测中的应用

目前，由于我国经济高速发展，城市人口增加，人们的环境保护意识逐渐加强。生态环境监测作为维持和保护生态环境的一项基本工作，传统的生态监测已经无法满足当前的监测需求，为了提高监测质量和效率，需要依托3S技术进行。同时，将3S技术应用于生态环境监测中，也将成为该行业未来的主要发展方向。

2.1 城市生态环境监测

目前，由于我国城市化进程的加快，建设过程中存在较为严重的城市污染问题，致使城市居民生活质量急转直下。因此，将3S技术应用于城市生态环境监测中，能够有效改善城市污染问题。首先，借助3S技术能够为不同城市生态环境形成分类，大致可区分为生产生活区、生态建设区等。通过精确分类，能够帮助地方环保部门针对不同区域，制定相应的生态环境保障举措[2]。而要想让保障举措的提出有据可依，可以借助GIS技术对不同城市的区域情况进行地理信息数据收集，从而为保障举措的提出提供数据支撑。其次，可以利用3S技术有效处理城市垃圾污染情况。在使用中，工作人员可以先通过RS技术探明城市垃圾分布情况，然后利用GIS技术对垃圾分布点数据进行收集，然后基于不同地区垃圾分布情况实行有效管理，以达到减少城市垃圾的目的。最后，由于我国部分城市缺乏相应的技术，未能及时找到垃圾污染源，导致城市生态环境恶化。而通过3S技术，能够直接对垃圾污染源展开实时定位，为清理垃圾并制定后续的维护方案奠定基础。

2.2 森林生态环境监测

在我国，森林资源是一项非常重要的自然资源，尤其是在北方以及降水稀少地区，森林资源能够发挥涵养水土、防风固沙、美化生态等重要作用。将3S技术应用于森林生态环境监测中，主要包括以下几个方面。首先，由于我国森林资源分布过于广泛，在应用3S技术之前，对于森林生态环境监测工作的开展较为艰难。而在应用3S技术后，可以依托技术搭建森林资源管理系统，以形成对我国森林资源的统一管理。其次，不同地区的森林资源拥有不同的生态体系和生态变化，因此需要保障森林生态环境监测的时效性。借助GPS技术对森林资源所处环境进行精准定位，然后利用RS技术对定位地区进行拍摄后，上传至森林资源管理系统。在系统中，主要通过GIS技术对拍摄信息形成数据分析，从而得出专业性的结论，有助于森林生态环境保护[3]。最后，借助3S技术能够为森林资源防护提供预警。例如，当森林出现火灾风险时，能够在第一时间对森林火灾地点提供定位服务，便于工作人员快速制定火灾风险预警方案，为后续救助工作的展开提供助力。

2.3 空气和水土质量监测

在生态环境监测中，空气以及水土质量的监测是保障生态环境正常发展的重点。以往，由于空气和水土质量监测受到技术限制的影响，其监测成效始终有所欠缺。但通过应用3S技术，能够有效解决技术桎梏。首先，在空气污染监测层面，借助3S技术能够直接在不同地区建立空气监测站点。其中，每个站点之间的数据能够实现传输和共享，方便工作人员采集、整理、分析不同地区的空气污染情况，并制定针对性的空气污染治理方案。其次，在水环境监测层面，可以利用RS技术对水环境进行遥感监测，然后通过GIS技术对监测到的数据进行分析。此时，可以根据不同地区的水质情况，提出专业化的解决对策。最后，在土壤质量监测层面，能够借助3S技术了解不同地区的土壤质地、土壤特征等信息，从而搭建起土地资源分布和质量模型。借助该模型，能够对土壤质量展开评估，以确定土壤质量的优劣情况。除此之外，由于我国部分地区水土流失严重，土壤质量变化速度较快，而借助3S技术能够实时对土壤变化情况进行记录，并将记录结果上传至土地资源管理中心，工作人员即可重新对土壤资源展开评估，同时制定相应的应对方案。

2.4 生态灾害监测

众所周知，由于对生态环境保护力度的不足，导致生态灾害频发。而借助3S技术，能够对生态灾害进行监测，以形成有效的信息化预警机制。一方面，在草原生态环境中的监测。在草原生态环境中，所需监测的主体内容较多，因此要基于3S技术搭建草原生态环境监测数据库，并将涉及草原生态环境的各主体录入至数据库中，保障草原生态环境主体的全面性。另外，在地面定位以及航天遥感监测中有效使用3S技术，不仅可以确保草原生态环境监测的可靠性、安全性，还能推动草原生态评价工作得到有效落实，促进草原生态环境监测逐步朝智能化、信息化方向前进[4]。而在基本落实草原生态监测工作后，能够有效监控草原上的各类自然灾害，并对灾害展开提前预防工作。另一方面，在矿山生态环境中的监测。在矿山生态环境管理中，普遍存在管理水平较弱、生产水平较低等问题。因此，在矿山生态环境中引入3S技术，能够通过先进的技术对矿山生态资源形成统一管理，从而实现对矿山生态的全方位监控。不仅如此，借助3S技术，还能依据矿山的实际情况，协调好地方的生态环境关系，进而更好地推进矿山开发，保护地方生态环境。

2.5 农业生态环境监测

在农业生态环境监测中应用3S技术，其主要应用方向包括土地生产潜能评价、土地适宜性评价、土地持续利用评价、土壤侵蚀、土地沙化、土地次生盐渍化等。在监测环节中，首先可以借助GPS技术对所需监测的土地展开提前定位，然后借助GIS技术对该土地不同时期的生态环境情况展开对比，从而发现农业耕地的变化情况等。另外，借助RS的遥感拍摄技术，能够全天候开启远程监测，方便相关人员治理好农业生态环境，为发展农业做出突出贡献[5]。除此之外，在农业生态环境保护中，为了解决农业耕地的退化情况，可以基于3S技术建立农业耕地退化定量评价模型，并搭配相应的分析方法。通过这种方式，能够以3S技术为基础，分析农业耕地退化的具体原因，并制定农业生态环境响应，从土地利用的角度出发，提出相关解决农业耕地退化的具体方案与举措。

2.6 固体废弃物监测

在生态环境保护中，固体废弃物是一项巨大的污染来源。《中国固体废弃物污染产生、处置情况及2021年发展展望分析》中的数据显示，2020年我国重点城市及模范城市的一般工业固体废弃物产生量为72 544万吨，占主要城市生产总量的52.57%。由此可见，固体废弃物对于生态环境破坏的严重程度。为了有效防治固体废弃物对生态环境的破坏，需要凭借3S技术加强对固体废弃物的监测，并制定相应的解决方案。借助RS技术能够直接分辨固体废弃物的分布位置、堆放情况、堆放面积、堆放数量等情况，然后由RS技术将相关数据传输至控制中心以及环保部门。依托GPS技术，控制中心和环保部门能够快速出动响应人员前往固体废弃物堆放地点并处理固体废弃物。不仅如此，环保部门借助GIS技术能够搭建固体废弃物处置模型，从而实现快速处理的目的，进而提高处置固体废弃物的效率，有效保护生态环境。

2.7 动态环境监测

在生态环境监测过程中，由于受到多重因素影响，导致生态环境监测所产生的数据流十分庞大，加剧了对动态生态环境监测的难度。而借助3S技术，能够提高对生态环境监测的动态收集，同时还能直接对所收集的数据信息展开处理，帮助相关人员掌握生态环境数据。在生态环境监测中，自然保护区、饮用水源保护区等生态环境始终是环保部门监测的重点。但是，由于绝大多数生态环境都位于交通不便、人烟稀少的地区，导致生态环境监测难以落实。而借助3S技术，能够直接远程对生态环境予以监测，并依托RS技术采集生态环境区域情况，了解其动态资讯，为环保部门保护生态环境提供数据支撑[6]。另外，各种生态环境的动态演化是自然因素和人类活动共同作用导致的，因此可以依托3S技术观测人类活动对生态环境区域的影响，此举也将为生态环境保护执法提供有效依据。

3 3S技术在生态环境监测中应用的保障举措

3.1 落实区域生态环境监测工作

为了提升3S技术在生态环境监测中的应用成效，需要相关部门与人员提前落实区域生态环境监测工作。在应用3S技术之前，应该对区域生态环境中诸如水质、大气、土壤、噪声等综合数据进行整合，然后借助GIS技术对整合后的数据进行分析，才能确保区域生态环境情况评价的准确性。例如在福建省湖坑镇便借助了GIS技术对小镇整体生态情况展开测绘，并提前构建了生态环境数据库，为后续的生态环境监测提供了基础。不仅如此，在我国的长三角和珠三角地区，同样可以借助这种方法构建城市和湖泊生态。

3.2 科学监测当地水资源

工作人员在利用3S技术监测当地水资源情况时，可以提前将当地的水量、水质等特点进行提前标注，以确保不同数值记录时的准确性。与此同时，借助3S技术，能够用直观的方式对诸如排污口、污染源的分布情况进行呈现，从而为工作人员获取不同地区不同水质条件提供保障。可见，在生态环境监测中，水资源的监测至关重要。借助3S技术，能够提高水资源监测的质量，为生态环境监测结果输出的准确性奠定基础。

3.3 加强对生态灾害的监控预测力度

3S技术在生态灾害监测中的应用，需要特别注意的是要将多样化的灾害情况作为监测的主要对象。例如对于森林荒漠化、农田病虫害等情况，可以借助3S技术对不同类型的生态灾害加以区分，并对其形成系统性梳理，最终确保不同生态灾害得到不同的保护方案。此外，借助3S技术中RS技术的实时监测功能，还能有效避免灾害地区出现土地盐碱化、荒漠化、水土流失等情况。因此，在灾害监测过程中，需要加强对3S技术的应用力度。

3.4 确保城市生态监测的合理性

在城市生态监测方面，3S技术需要依托其中的GIS技术搭建GIS系统平台，然后基于RS技术获取与城市生态相关的监测信息，方便找出城市生态的污染来源。同时，借助3S技术中的多光谱摄影监测技术，还能够对相关城市区域中的热污染强度进行有效监测，然后借助定量和图像分析法，为城市相关部门提供污染预警服务。因此，确保城市生态监测的合理性，能够增进3S技术的应用成效。

4 结语

综上所述，3S技术在生态环境监测中具备充足的发展前景，能够在城市生态环境监测、森林生态环境监测、空气和水土质量监测、生态灾害监测、农业生态环境监测、固体废弃物监测、动态环境监测等方面发挥应有作用。还可以通过落实区域生态环境监测工作、科学监测当地水资源、加强对生态灾害的监控预警力度、确保城市生态监测合理性等保障举措，确保3S技术在生态环境监测中得到有效应用与落实，进而为推动国民经济建设发展提供充足动力。