水環(huán)境監(jiān)測中遙感技術(shù)的作用

近年來，我國水環(huán)境質(zhì)量不斷改善，對水環(huán)境的監(jiān)控提出了更高的要求。首先，需要改進(jìn)監(jiān)控的技巧。目前，在高精度、高靈敏度的檢測設(shè)備及方法上，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。其次，監(jiān)控體系尚不完善。目前，我國還沒有建立起完善的水環(huán)境監(jiān)測體系，且各監(jiān)測點(diǎn)的布局不盡合理，缺少對監(jiān)測信息的有效集成與共享。另外，監(jiān)控資料的品質(zhì)也不高。部分區(qū)域的水質(zhì)監(jiān)測資料存在嚴(yán)重的扭曲，有的地方還存在著人為的干擾。

1.遙感技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用的常見遙感數(shù)據(jù)

衛(wèi)星遙感是一種具有操作簡單，覆蓋范圍大，覆蓋范圍廣，綜合性強(qiáng)的先進(jìn)現(xiàn)代監(jiān)測手段。利用遙感手段，可以實(shí)現(xiàn)大范圍、立體的、動態(tài)的、無時(shí)空約束的、海量的數(shù)據(jù)獲取。開展大范圍、立體的區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)控，可為區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境管理與控制工作提供有力的技術(shù)支撐。近幾年來，利用遙感手段對水體進(jìn)行監(jiān)測，形成了大量的遙感資料。

1.1高光譜遙感數(shù)據(jù)

高光譜遙感在水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有重要的意義：利用光譜信息對水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測；通過檢測水體中的反射和吸收特征，可以獲得水體中營養(yǎng)成分如懸浮物、有機(jī)質(zhì)、氮磷等數(shù)據(jù)。高光譜遙感能夠?qū)λw的動態(tài)演變過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境的動態(tài)響應(yīng)。

1.2新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)

利用新一代的衛(wèi)星遙感資料對水體進(jìn)行了分析研究。首先，高精度的衛(wèi)星資料能夠給出更加詳盡的水域狀況。常規(guī)的遙感資料僅能獲得水體的種類、區(qū)域等特征，而新一代的衛(wèi)星遙感能夠獲得更多的水體形態(tài)、紋理、色彩等細(xì)節(jié)，從而對水體進(jìn)行深入研究。其次，利用新一代的高時(shí)空分辨能力，快速獲得海量的觀測資料，提升了水體環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控的效能。

2.水環(huán)境監(jiān)測環(huán)節(jié)遙感技術(shù)的作用及優(yōu)勢

2.1可快速進(jìn)行大范圍、立體性生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

利用衛(wèi)星遙感可以在很大程度上監(jiān)控區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況，同時(shí)也可以對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。應(yīng)用衛(wèi)星遙感可以快速準(zhǔn)確地監(jiān)測區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況，是一種非常靈活的監(jiān)測手段。在大尺度上，對區(qū)域的生態(tài)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的動態(tài)監(jiān)控，能夠更好地了解區(qū)域的生態(tài)狀況，為制定相應(yīng)的管理措施，提供決策支持。通過遙感手段，可以在較大面積上實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況，進(jìn)而把握區(qū)域的生態(tài)狀況。

2.2信息收集范圍廣

利用衛(wèi)星影像進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測，可以清楚地顯示水質(zhì)的污染狀況，為水質(zhì)污染的治理提供理論基礎(chǔ)。對遙感技術(shù)而言，其所蘊(yùn)含的信息包括地表資料和衛(wèi)星資料。地表信息包括地表光譜特征、地表覆蓋類型、地表利用類型等，而地表光譜特征則包括地表反射率、反射率的高低起伏和水面反射率等。遙感影像中的地物反射特性、地物的光譜特性等信息。在水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域，利用衛(wèi)星遙感手段，可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控水中污染物的含量。通過對不同類型水體的分析，提出了基于遙感的水體質(zhì)量評估方法。

2.3適應(yīng)各種復(fù)雜的水環(huán)境

在對水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染水平相對較高，且污染類型相對較多，因而；要通過各種途徑來監(jiān)控水體環(huán)境。在進(jìn)行水環(huán)境的監(jiān)控時(shí)，必須對其進(jìn)行全方位的監(jiān)控。若僅使用其中一種方法，則有其局限性。所以，在對水體進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測時(shí)，應(yīng)采用各種方法進(jìn)行綜合應(yīng)用。例如，利用地面調(diào)查和遙感等手段對水體進(jìn)行綜合監(jiān)控。在應(yīng)用遙感方法進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量的遙感監(jiān)測時(shí)，必須借助其對水環(huán)境中的物質(zhì)組成進(jìn)行檢測和評價(jià)。此外，還可以通過遙感影像來監(jiān)控水質(zhì)的變化。遙感具有對多種水體環(huán)境自適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)。例如，在對地面水體進(jìn)行遙感觀測時(shí)，就必須使用遙感影像來分析地面的水文特性。在對地下水進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，必須借助遙感影像來研究其某些特性參數(shù)。在進(jìn)行海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控時(shí)，必須使用遙感影像來監(jiān)控水體的質(zhì)量狀況。同時(shí)，為了更好地了解城市廢水中的某些污染物，還必須借助遙感影像技術(shù)。

2.4對水環(huán)境進(jìn)行立體動態(tài)監(jiān)測

另外，它還可以用于水體的三維、動態(tài)監(jiān)測。通過遙感手段可以對水體的污染狀況及演變過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對于提升水體監(jiān)測的效能和準(zhǔn)確性具有重要意義。實(shí)踐中，采用衛(wèi)星影像進(jìn)行水環(huán)境的三維動態(tài)觀測，其優(yōu)點(diǎn)在于：第一，它能夠?qū)崿F(xiàn)對水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于采用了遠(yuǎn)程觀測手段，所以能夠?qū)λ|(zhì)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，便于對污染源進(jìn)行及時(shí)地防治。第二，它可以實(shí)現(xiàn)對水中的污染物含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。由于遙感能夠同步獲得水環(huán)境中溫度、濕度、光照等多個參量，從而實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境中污染物含量的準(zhǔn)確估算。研究結(jié)果可為評價(jià)水質(zhì)污染狀況、制訂防治對策提供依據(jù)。第三，它能對水體中的溫度和濕度等狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。研究水環(huán)境中的溫、濕條件對污染物遷移過程具有顯著的作用，研究其變化規(guī)律有助于了解污染物在水環(huán)境中的傳播規(guī)律，為制定相應(yīng)的治理對策提供科學(xué)依據(jù)。

圖1 遙感技術(shù)在水生態(tài)環(huán)境管理的應(yīng)用（水華分布監(jiān)測）

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