探讨卫星遥感技术在生态环境保护中的应用论文_李芬

探讨卫星遥感技术在生态环境保护中的应用论文_李芬

监利县气象局

引言

近些年来,全球环境问题不断恶化,各地政府部门开始加大了对生态环境的关注度。根据相关调查研究表明,因人类对自然资源的过渡开发,再加上生产生活中大量废水、废弃物的排放,对环境质量的影响越发严重,因此做好生态环境保护刻不容缓。因遥感具有高时间、空间和光谱分辨率,可在适当的条件下对环境进行监测,进而达到保护生态环境的目的。基于此,本文重点分析卫星遥感技术在生态环境保护中的应用。

1、遥感技术概述

遥感技术就是在高空通过遥感器来探测地表或深海物质特性的技术,其工作原理是通过不同物体间的波谱和反应,对物体进行监测,并在专业软件系统的作用下分析物体反射的波谱,对其进行还原后可获取到被监测物体的形象和性能情况。在地里勘测中对遥感技术的应用较为广泛,同时还能监视植物的生长情况,该技术的便利性和形象性特点较为突出,可增强监测工作的准确率和效率。

2、卫星遥感技术在生态环境保护中的应用

2.1水环境监测保护的应用

使用卫星遥感技术对水环境监测主要包括水体富营养化、废水污染、水体热污染和泥沙污染等的监测。①水体富营养化监测:水体富营养化对水环境质量的影响较为严重,张穗等人提出了选择叶绿素浓度遥感解译方法,并将其与总氮、磷、叶绿色等的分布特征进行结合,给出了评价水体富营养化的方法;②废水污染和水体热污染监测:工厂内废气热水的排放是热污染的主要来源,严重威胁着水体生物和水体附近农作物生长发育,因此做好监测热水污染刻不容缓,针对水污染的监测主要通过红外传感器实现,可将热污染排放、温度分布、流向等信息在探测图像中清晰显示。针对废水污染监测,主要是将热红外法和基于温度差异两者进行结合,大都是选择多光谱合成图像来实现最终监测;③泥沙污染监测:泥沙污染会使水的反射率增强,进而产生红移现象,而对于波段在0.93~1.13μm范围附近的水体,其红外辐射吸收特点较为明显,会使反射通量下降,还会受水分瑞利散射效应干扰,由此不难看出该范围并不是判断悬浮泥沙浓度的最佳波段,最佳定量波段应在0.65~0.85μm之间。另外,在海洋监测中也能通过卫星遥感技术来实现,将遥感信息的仿真模拟与分析进行结合,可得出影响海洋生物和理化过程中的相关参数,如海表面、海水运动、等温线分布、叶绿素浓度等信息。在卫星遥感技术的作用下,可对海洋污染实现全天候、大范围的监测,且卫星遥感技术在海洋渔情预报和分析中也得到了广泛应用。

2.2大气环境监测中的应用

卫星遥感技术对大气环境监测包括臭氧层、有害气体、大气气溶胶、沙尘暴、城市热岛效应等的监测。①臭氧层监测:在上世纪70年代末期,相关人员利用臭氧制图光谱仪通过卫星对臭氧层进行监测。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆胡顺星等人对高度范围在2000~4000m之间的对流层臭氧层进行了监测,且效果较好;②大气气溶胶监测:对于传统地面气象观测来说,其在测量气溶胶时空分布特征方面有很大的缺陷存在,卫星遥感技术的使用则对该缺陷进行了完善,可将其替代地面遥感来实现大气气溶胶的监测;③有害气体监测:人们的身体健康和生活环境受有害气体的影响较大,因此实时监测自然或人为产生的有害气体具有重要作用,结合有害气体数据可间接分析大气污染状况;④沙尘暴监测:结合EOS-Terra/MODIS数据或NOAA/AVHRR数据,并选择合适的方法,可实现沙尘暴的监测;⑤城市热岛效应监测:利用热红外遥感对地物辐射温度进行测定,寻找产生热岛效应的因素,降低城市热岛效应的出现。

2.3地表监测的应用

卫星遥感技术对地表监测主要有:地面污染、土地利用变化监测和城市绿地调查。①地面污染监测:选择卫星遥感技术监测地面污染时,可圈定地面污染分布范围,并提出具有规划性的地面污染预防措施。以卫星遥感技术监测煤炭自燃隐火为例,可将红外测温仪与航空红外扫描仪进行结合,并通过细微地表温度差异来圈定隐火区域,并区分燃烧区和燃尽区,并科学分析隐火蔓延规律和具体方向,为采取科学有效的预防措施提供保障;②土地利用变化监测:在监测土地利用情况和土地覆被变化情况时也使用到了卫星遥感技术,基本满足了城市土地利用和覆被变化研究的多时段动态遥感图像资料需求。通过对同一地区不同时段的土地覆被变化和土地利用情况进行分类,可得出区域内的土地利用变化信息,为动态监测土地覆盖提供了可靠的信息支撑;③城市绿地调查:利用卫星遥感技术,可极易获取到城市绿化覆盖度信息和绿地分布情况,进而获取到城市内的绿地景观种类、布局和组成情况。

3、卫星遥感技术在生态环境保护中的发展对策

3.1加强生态环境要高技术开发

应对遥感技术加大开发和创新力度,加强卫星业务化技术研究,在生态环境管理需求的基础上,积极开发污染物遥感信息提取技术,实现大气环境、水环境等遥感监测的业务化水平;尽快建立起卫星遥感应用技术规范体系,增强卫星遥感技术的规范化和标准化水平,在环境遥感物理学的基础上,体现遥感技术的基础性和应用性。

3.2增强遥感监测卫星载荷

当前,遥感监测卫星载荷不足的现象较为突出,人们可以利用科学技术水平对环境遥感卫星载荷进行研究。为更好的开展环境保护,相关学者研发出了多种光谱仪、探测仪等,通过对遥感专用载荷形式进行创新,以实现全天候、定量化的监测大气污染、水污染等环境污染问题。

3.3建立一体化的业务监测系统

因我国开展环境监测的时间相对较晚,现有的环境监测系统发展较为滞后,应加大创新力度,将环境遥感技术与环境监测网络进行结合,将遥感技术在环境监测、环境评价等工作中的作用充分体现出来。建立一体化水环境监测网络,实现国内重点水域的动态监测;建立区域性生态环境监测网络,定期监测和评价生态质量;构建科学合理的地面监测网络,将遥感技术与城市环境监测结合起来。

结论:

综上所述,随着我国卫星遥感技术的快速发展,其在生态环境保护中的优势越发明显,未来发展前景广阔。但遥感技术并不是万能的,一些污染因子并不能通过遥感技术进行监测,需要将其与手工监测进行结合,整合各自优势,才能为生态环境保护提供服务。

参考文献:

[1]汪曦,陈仁杰,阚海东.遥感技术在大气污染物监测中的应用进展[J].环境与健康杂志,2011(10).

[2]张春鹏,郭雅芬,过仲阳.遥感技术在环境监测中的应用探讨[J].测绘与空间地理信息,2006(4).

[3]杨一鹏,韩福丽,王桥,蒋卫国.卫星遥感技术在环境保护中的应用:进展、问题及对策[J].地理与地理信息科学,2011(6).

论文作者:李芬

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/22

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