遥感技术在水环境监测中的应用

第一篇：遥感技术在水环境监测中的应用

遥感技术在水环境监测中的应用

随着遥感技术的不断发展,遥感数据的时间、空间和光谱分辨 率将越来越高,生态监测的频次、监测内容和数据精度也会逐步提 高,为遥感技术在水环境监测中的应用提供了更坚固的保障。遥感技术是环境监测的重要技术手段，能够对大面积的水污染和大气污染事故进行实时监测，为制定科学、快速、准确、合理的应急方案提供技术支撑。在水环境监测中，遥感技术对水体的浑浊度、城市污水、水体热污染、水体富营养化、石油污染监测等方面都有重要作用。

首先,遥感技术对环境进行监测具有范围大和立体性特征。遥感技术对环境的监测范围较广,包括农、林、牧、水利、地矿、测绘、海洋、环境监测、灾害监测、气象、交通选线等等,并且其从空中大面积地进行宏观生态环境的研究,使其向着立体方向发展。地面点线监测的局限性和视野的阻隔由于航空相片提供的地面连续立体图像而被克服掉,对生态环境要素的研究可从整体上进行,有利于 监测大区域的生态环境及动态变化。

其次,能够获取大量的信息并且效率较高。遥感技术借助飞行工具可以获取图像和数据资料,因此,使得生态环境监测的进程得到大大的提高,这也是人们重视遥感技术的重要原因。另外,遥感 技术进行传导、接收、处理、解译和编图主要是通过电子光学仪器及电子计算机来进行,并使宏观生态环境监测工作实现了现代化。

再次,适应性强,可获取其它监测手段无法获取的信息。遥感技术之所以适应性强,主要体现在对人们无法进行常规监测、地面工作的地区进行监测,例如,原始森林、海洋生态环境的监测、高寒 山区、冰川、沙漠、沼泽、冻土的监测等。对于人们无法感觉和监测 的环境信息,可以利用遥感技术的穿透作用来进行获取,例如,穿 透植被覆盖和第四纪地层,提供一定深度范围内的环境和资源信 息。确定深部基岩裂隙地下水污染防护措施以及规划水源保护区等,可通过了解覆盖层厚度变化及下部基岩隆起、凹陷来进行,经 济而又实用。在海洋生态监测中,常常对赤藻类分布情况及近海污染进行监测。

最后,可用于动态监测。遥感技术可以取得精确的环境动态变化资料,其实现动态监测是通过周期性地对大范围的环境来进行。遥感技术实现动态监测在很多领域都是非常重要的,例如:自然环 境灾害,乱砍滥伐造成森林破坏,水体污染等检测。

遥感技术在水环境监测中的应用提供了其自身独特的优势,随着传感器技术的不断发展,为遥感技术在水环境监测中的应用提供了强大的保障。总而言之,遥感技术在水环境监测中的应用主要从以下几方面进行:(1)研究利用新型遥感数据；(2)提高水质遥 感检测精度；(3)对水质遥感检测模型空间扩展进行研究；

(4)综合 利用“ 3S”技术。

第二篇：遥感技术在土地利用动态监测中的应用

当前遥感技术在土地利用动态监测中应用的意义

在当前我国经济不断向前发展的大形势之下，遥感技术的应用已经成为当前城市化进程不断向前推进的一个重要的措施。之所以会产生这样的情况，主要原因就在于当前城市所在的一些区域内部对土地的利用和覆盖情况已经发生了较大的变化与不同。当前我国众多城市的人口增长情况主要显示为人口增长过快过多，与此同时就是城市化进程过快的情况，在这样的情况之下，我国众多城市的城市面貌都得到了极大程度上的改进与变化。“内部结构重组”和“外围地域扩展”成为当今城市空间结构变化的主要方式。在面对当前我国这个快速发展与变化的城市系统的时候，首要任务就是要及时而又准确的掌握其对土地的利用情况与发展情况，只有这样才能有效的实现对当前我国土地的合理利用与配置。[

]

经过我国当前土地等相关的工作人员们对现有状况的认真分析与研究，不难发现的就是，我国过去传统、较为陈旧的对土地利用状况进行的调查的形式，是一种耗时又耗力的一种方法，这种方法在一定程度上不利于我国城市的发展。遥感技术作为当前一种较为先进的内容与技术，可以有效的实现对城市土地利用的变化研究提供多时相、大范围的实时信息。与此同时，要想获得更加有效的监测效果，还可以将这一技术与当前同样发展较为成熟的图像处理技术、识别模式的技术进行有机的结合，正是这样的效果与情况，可以有效的为我国当前的城市土地的利用动态方面出现的变化研究提供多时相、大范围的实时信息。在对我国土地情况进行一定的监测的情况之下，可以通过对遥感技术的实际应用获得与土地利用情况相关的一些类型与位置。这些变化信息的记录不单单可以有效的实现对前期开发效果进行有效的处理与开发，还可以有效的实现对日后我国相关城市内部开发的第治理与规划情况，从而有效的促进我国众多城市能够更加可持续的发展。[2]

国内外相关内容方面的研究综述

2.1

国外的研究成果

国外在关于遥感技术在城市土地利用动态发展的监测方面的研究，最早是在二十世纪六十年代，加拿大的Tomlinson最先提出了对相关内容进行一定研究的具体方法，即将当前收集到的大量土地利用数据通过计算机这一先进的科学技术进行综合的分析与研究。到了二十世纪九十年代，主要是由当前属于国际社会科学会的HDP这一组织进行的了解，主要借此对当前我国土地的利用情况进行了一个较为详细的总结与预测。[

]

不得不说的是，这一方面的监测内容与措施在二十世纪九十年代所举办的一次学术会议上，曾经使人们第一次认真的意识到当前全世界发展的最主要的因素就是对土地的合理利用。在这次学术会议上，使人们第一次认识到对土地进行合理的利用是当前全世界不断发展的重要因素，与此同时，还有效的明确了LUCC是当前世界上与环境变化相关的人文计划的几个主要的遥感技术在相关研究中的研究方向之一。这样一来，有效的实现了对当前土地的有效利用与实践。上个世纪九十年代末，国际地圈生物计划与IHDP共同联合在一起，着重推出了LUCC这个项目以及其自身的科学计划。在1994年，LUCC再一次提出了许多与土地遥感动态监测信息相关的设计研究，这些研究在一定程度上有效的实现了对当前土地利用情况的分析与研究。联合国环境规划署是在上个世纪九十年代末，初步启动了“土地覆盖评价和模拟”的项目；而在1995年，由国际应用系统对当时的研究工作启动了“欧洲和北亚土地利用”的项目。另外，美国的全球变化在一定程度上将臭氧层对人们生活环境所产生的环境进行了认真的分析与研究，随之而来的就是日本提出的“为全球环境保护的土地利用研究项目”，这一观点与项目的提出，主要阐述的是与当时土地发展的情况与现状，而这些相关的研究成果在一定程度上有效的实现了对我国土地利用情况的详细而又认真的分析与研究。以上的这些项目，都对世界上的与土地利用技术相关的详细技术进行一定的详细的分析与总结，在这样的情况之下，能够在极大程度上实现对土地的合理利用的终极目标，从而能够更加有效的实现对当前全世界具体情况的分析与了解。

然而，虽然当前遥感技术在土地利用监测方面展现出了其自身独特的特点与优势，但是当前国际方面在对土地利用情况进行详细而又认真的分析之时，仍然发现了一些对未来土地事业发展的情况产生消极影响的现象。这种消极的情况与现象，主要表现为缺乏对土地利用情况的驱动机制的重视，还在一定程度上忽略了对当前土地资源进行可持续利用等内容。这些都会直接或间接的影响到未来我国土地资源在利用与覆盖方面进行的一些预测与分析工作。[

]

2.2

国内的研究成果

我国在经历了多个五年计划以后，在科技上已经得到了极大程度的提高与发展。随之而来的就是我国的技术在遥感技术、地理信息技术方面已经有了一定的科学积累。其中，遥感技术主要是由我国农业合作部与科学院合作而进行的一项宏观调查与研究。我国在过去的几十年中，与土地利用工作相关的工作人员们已经对全国范围内的土地资源进行了一个整体的调查，这次调查中，相关的工作人员们主要开展了一系列认真的分析与研究工作，主要包括以下几个方面。首先，是对当前国外在此方面内容上已有的研究成果与资料进行研究与整理；其次，是对当前土地利用的变化情况对粮食的产生造成什么样的消极影响。

在以上这些内容方面，我国在与国外情况进行对比的情况下可以发现的是，当前我国在对土地利用情况方面进行的研究对我国的社会经济发展情况产生了一定的影响。为了能够使我国的土地利用变化研究跟上世界的发展潮流，学者们积极向国际组织看齐，对中国土地利用与土地覆被变化进行深入的研究。

举例子来说，刘家福等一些技术人员积极主动的将当前先进的遥感技术实践到我国日常土地利用动态变化的研究过程中。与此同时，张海玲也在自己所发表的文章中，具体而又成系统的对当前的应用遥感与地理信息系统技术做出了详细的阐述，并且在一定程度上有效的介绍了当前利用土地动态监测的重大意义，还在最后对当前的遥感与地理信息系统的有机结合进行动态监测自身独特的优势及方法进行了详细的分析与总结。潘耀钟先生作为我国北京师范大学的一名知名教授，他在经过不断的研究与实践的基础上，有效的实现了对当前遥感技术与信息技术得到一定有效的结合，并且将其技术与当前众多的多元遥感数据进行了一定的结合与融合，他的观点对于我国在土地利用方面起到了一定积极有效的促进、借鉴作用。[

]

课题研究（或设计）的内容

本文主要论述的是当前我国在土地利用动态监测方面的发展现状，针对当前的发展形势与内容作出了一定的努力与创新。土地利用动态监测的目的，主要是认真考虑到了运用遥感技术在内等众多先进技术的方法，建立起一个具有一定实效性的土地利用监测体系，这样将会对我国的土地利用情况产生一定的有效作用。本文通过对当前众多监测方法进行认真的分析与总结之后，认真的对其中的几个较为突出的方法进行了分别论述和阐述，主要目的就是能为本人的研究提供一定的数据、内容方面的资料与内容。通过对前人在我国土地利用动态监测方面的研究，我们可以看到的就是，在相关的理论对土地利用实际情况等方面存在一定的问题与不足，这些问题都对我国土地利用动态监测的事业产生了一定的直接影响。

本文主要的论述目标不单单是为了能够在理论知识方面取得一定有效的成就，更多的还是希望能够通过论文方面的指导加强对相关工作内容的实践，为日后我国在土地利用动态监测的这些方面的内容上起到一定的促进作用，从而能够为我国在类似的工作方面的进步与创新起到积极的促进作用。研究方法上主要是对扬州的实际情况进行分析与总结，这个过程中需要同学们之间进行良好的沟通与合作，在实施之前做好认真的分配工作，从而有效的提高收集资料的效率与质量。[

]

对我国当前在遥感技术土地利用监测中的研究方法

经过近些年来我国在遥感技术动态监测方面的分析与研究可以发现的是，当前进行监测有很多种方法，而其中比较有效的方法主要有两种，以下便将对这两种方法分别进行认真的阐述与论证。[

]

首先，是逐个像元比较法。这种对土地动态监测的方法主要的工作原理就是对不同时相的遥感图像像元进行比较，其主要目的是得到监测像元是否发生了一些变化。其次，是分类后比较。这种对土地动态监测的方法主要的工作原理就是对各时相的遥感影像进行单独分类，按照比较之后得到的结果进行认真的分类。这种方法主要是对当前各时相的遥感影像进行单独分类，经过认真的分析与总结，得到在监测土地等方面是否存在利用数量、类型与位置等方面的变化。[

]

总的来说，这两种较为主要的方法在实际应用的过程中，都具有自身各自不同的利于弊。对于第一种方法的实践效果来说，虽然这种方法的步骤十分简单，但是只能简单的测算出像元具体的变化情况，并不能十分有效的得到土地变化方面的详细类型与内容。然而，第二种方法因为受到了两时相数据分类精度的影响，导致监测精度累计了两次分类的误差，这样一来就会使得监测结果的精确程度很低，并不能十分有效的对相关工作起到一定的指导作用与意义。[

]

在当前从事土地利用动态监测工作方面的相关工作人员们对当前我国土地利用情况进行认真的分析与研究以后，对这两种较为主要的监测方法进行一定的总结与整合，从而在此基础之上得到了更多的能够有效实现对土地进行监测的有效措施与方法。以下笔者将会着重对其中的集中方法进行描述与阐述。

4.1

目视解译法

目视解译法这种方法是我国相关行业发展历史中的一种最简单、最基本的遥感解译方法。这种遥感解译方法主要是由较大比例尺卫片、以及土地详查成果图这二者综合在一起产生的，这种方法主要是以目视解译为主、计算机识别为辅的一种人机交互式的具体方法。这种方法好在判读精度较高，其仍然有一些缺点。例如，工作步骤较为麻烦复杂、对解译人员的个人素质和专业知识要求比较高。

4.2

分类后对比法

分类后对比法这种方法是我国相关行业发展历史中的一个较为重要的方法，也是当前比较常用的一种方法。这一方法首先是对不用时相遥感图像分别进行分类，然后再对分类结果进行比较分析，获取土地利用变化信息。从这种方法被研究出来以后，我国便有很多的学者对其进行了一定详细而又认真的分析与研究。[

]

唐伶戴昌达应用北京地区1987--1992年这四年中的时间，进行认真而又仔细的分析与研究，通过对试验区八年之间在城镇土地利用等方面的详细情况的记录与分析后，可以有效的制定出城市扩展的变化图件。另外，还有范作江范作江等以北京地区十年的城市扩展情况为例子，主要应用的是地理信息系统与遥感两种方法有机结合的一种方法，其主要目的就是能够更有效的实现对城市扩展的研究与分析。采用这种对比的方法可以有效的使得城市实体扩展的范围得到一定的扩展，并且有效的实现将此种内容进行有效的叠加，从而能够研究出更多时期的特点与内容。[

]

采用分类后对比法，可以有效的实现对城市的实体范围进行有效的扩展，并且还能在同一时期的城市专题方面将图像进行叠加，从而有效的研究了不同时间内城市扩展的不同特点与特征。沙晋明等相关的技术工作人员们经过认真的分析与研究后，得到了对浙江省绍兴市城镇土地扩展的详细内容进行了一定的研究。主要是采用了具体问题具体分析这一较为主要的方法，即在经过对该地区实际情况有了详细的了解以后，制订了与之相适应的图像处理技术，从而有效的获得了不同时期之内的城镇边界范围，为我国日后在土地动态监测工作方面的顺利进行打下了坚实的基础。[

]

虽然这种方法具有其自身独特的特点与优势，例如变化区域的土地利用类型与范围用分类后对比法可以被直观的监测出，但是其自身仍然存在着极大的缺点与不足，即多次单独分类难以避免形成累积误差，使监测总精度受到一定程度的影响。这样一来，便会对当前土地动态情况的研究产生一定消极的影响。然而，在认识到这种方法所存在的有点与缺点以后，就在一定程度上更加有利于相关的工作人员们对自己日后的研究与实践方向进行一定的合理规划，从而实现对其自身综合能力的提高与发展。[

]

4.3

影像比值差值法

影像比值差值法这种方法是我国相关行业发展历史中一个同样重要的方法与措施。这种方法主要针对的是当前不同年份、而时相又十分相近的影像，将其进行几何匹配以后，用年份相近的一份遥感影像某一波段像元，除以或者减去年份较远的遥感影像相对应波段的相应像元。当影像表现为正常的色调纹理，则表示土地利用类型未发生变化；当影像表现为较为突兀的色调与纹理，与周围的地物极为不协调时，表明土地利用类型发生变化，我们可以由此判断变化信息，该方法可以快速进行土地利用动态监测。[

]

比值差值法在实践操作方面具有极高的应用价值，作为一种比较典型的操作逐个像元比较方法，这种方法在数据源方面的要求就是，其数据源一定要保证是在同一季节的数据，如果不是这样，则会在一定程度上引发同物异谱现象，在一定程度上会影响到其自身数据的精准程度。[

]

4.4

主成分分析法

主成分分析法这种方法是我国在土地利用监测事业方面比较常用的一种方法，是对不同时相的数据进行一定的主分量变换，以此来更好的达到压缩数据的目的，从而更加有效的突出其内部较为主要的信息与内容、提取变化信息。这种方法将多光谱图像中各个波段那些高度相关的信息集中到少数的几个波段,不断的保证这些波段的信息能够互相不干涉的情况与现状,即用几个综合性波段代表多波段的原图像，使处理的数据量减少。[

]

黎夏等人主要将这种方法应用于相关的实践过程中去，提出使用主成分将全色

SPOT

影像与具有

米分辨率的多光谱

IKNOS

影像叠加作主分量变换,然后选取适宜的特征分量进行假彩色合成的方法，来生成光谱特征变异影像以突出变化信息，充分展示了

IKNOS

影像的应用巨大潜力。这种具体的组合方式不单单能够有效的实现对原有图像信息的保留与丰富，还能有效地做到将相关的数字信息进行有效的凸显与变化。[

]

4.5

影像融合法

影像融合法这种方法是我国在土地利用监测事业方面比较常用的一种方法，这种方法的目的主要就是发现其自身变化的特点约特征，而具体的手段与方法则是将两种不同的时相数据进行结合。这样一来，在两种不同的数据中，统一地面位置将会对应着相应的地面目标，也会有效地反映出一些相似的光谱特征。一旦两个不同源的数据如若受到实际土地利用变化的影响，不同时相的影像在相同的位置则对应不同的地面目标，从而导致光谱特征不一致，使该处的融合影像上出现光谱突变，并与周围的地物在光谱上失去协调性，从而检测出土地变化信息。[

]

这种方法主要是建立在图像融合技术之上的一种变化的提取方式，这种方法十分有利于不同时相、不同数据源的遥感融合影像，也能准确的确定土地利用变化所在的位置与范围。[

]然而，有优势的同时它也存在一定的缺陷与不足。这种缺陷与不足主要表现为，它只能在与相近季相的遥感影像融合的时候才能认真的判断出变化的范围，否则，将会存在一定细小的误差。

实施计划

5.1

对扬州地理图像的收集

扬州的地理位置刚好处于12037和12038两轨道的交界地带,经对两景影像无缝拼接并按照扬州市的行政区划边界进行图像剪切。[

]

结果如图1、图2所示。[

]

5.2

扬州市绿地信息的提取

利用ENVI图像处理软件提取ISAV指数[

],ISAV指数的公式为ISAV=(Rir-Rr)(1+L)

/(Rir+Rr+L)[

],其中Rir为第4波段,Rr为第3波段,L取值0.5。将其与第4波段和第3波段融合成彩色图像,转换成.img格式后,在ERDAS中进行非监督分类,并进行重编码。结果如图3、图4所示。扬州市区总面积为1

010

km2,由图3、图4的统计数值得6月份的植被覆盖率为60%,1月份的植被覆盖率为61%,植被覆盖主要为大田作物,其中以小麦为主。[

]将扬州市城区(维扬区、广陵区、邗江区、开发区以及新城西区)绿地信息取出来,并将分类结果进行叠加得到扬州市城区植被覆盖变化图(图略)。扬州市城区面积为156

km2,6月份植被覆盖率为56%,1月份植被覆盖率为51%,由图3可以看出:运河以东以及维扬区西北角和东北角有大片大田作物,市区6月份的植被覆盖率明显比1月份要高很多,可见常绿植物所占的比率比较低。[

]

第三篇：浅谈水质自动监测系统在水环境中的应用

浅谈水质自动监测系统在水环境中的应用

丁梦秋

松原市环境监测站

吉林 松原

138000 摘 要：在社会经济快速发展的同时，也伴随着水资源的过度开发、低效利用和生态环境的严重破坏，我国河流湖库的水质和生态都受到不同程度的损害。水质监测是水资源保护最重要的工作基础和技术支撑，准确、及时、可靠的水质监测数据是水资源保护依法行政的基础。水质监测要满足水资源保护监督管理的需要，必须加快现代化和自动化建设步伐，提高水质监测信息采集能力，所以建设水质自动监测站是一种趋势。本文从建设任务出发，分析了环境影响评价要点，并且进行环境影响评价和解析，提出环境保护措施设计的关注点，以供共同探讨。

关键词：水质自动监测； 水资源保护； 水环境

水质自动监测系统的发展概述

水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专业分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。

国内水质自动监测系统建设起步较晚。20世纪90年代末，水利、环保部门相继在部分重要水系建立了水质自动监测系统。主要监测项目为常规五参数、高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳等，在饮用水源地水质监测系统增加了总磷、总氮、叶绿素、生物毒性等项目。近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站（以下简称水站）的建设也取得了较大的进展，环境保护部已在我国重要河流的干支流、重要支流汇入口及河流入海口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出入境河流、重大水利工程项目等断面上建设了100个水质自动监测站，监控包括七大水系在内的63条河流，13座湖库的水质状况。

2自动监测系统的特点

与传统的手工监测相比：

（1）水质自动监测仪具有最佳现场使用效果，可以对水质进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时可以查询到所设站点的水质数据。这对于解决现行的水质监测周期长，劳动强度大，数据采集、传输速度慢等问题，具有深远的社会效益和经济效益。

（2）水质自动监测工作的开展，一改过去总在事后才能向有关部门提供水质信息的被动局面，实现了在水质发生恶化时，仪器自动报警或响应，对流域下游发出水质污染的预警预报，防患于未然，充分体现了环保部门对水质综合管理的优越性。

（3）水质自动监测系统促进水环境监测系统计算机联网，改革环境质量和污染源报告的编报，加速全国水环境监测技术向统一化、标准化发展，实现水质信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价，可迅速为领导决策提供科学依据。

3水质自动监测技术的应用领域

3.1水功能区污染物总量监控

计算污染物总量需要大量水质、水量数据。水质自动监测频次高，产生的信息量大，在重要的控制断面实现水质的自动监测，有利于实施水功能区管理、污染物排放总量控制，促进水资源管理工作的现代化。

3.2供水水源地水质监测

在水源地建设自动监测站，可对水源地的水质进行24小时不间断监测，实现对自动监测站的远程监控，一点发生异常，及时预警，为保障水源地供水安全提供有效的技术监督手段。

3.3预警预报重大水质污染事故

自动监测系统实时连续监测对突发水污染事故预防和应急监测具有明显的优势。通过自动监测系统的预警功能，可及时发现污染事故，分析自动监测数值变化趋势，可判断污染程度，对下游水质污染做出预警预报，防止污染事件的进一步扩大，减轻其危害有着重要意义。

3.4跨界河流的水质监测

在跨界河流敏感点建设自动监测站，实时监控水质变化状况，与实验室人工监测相结合提供客观、准确、中立的水质监测数据。

4水质自动监测技术存在的问题与技术应用成果

4.1存在的问题

4.1.1投资规模较大，运行费用较高；监测仪器以进口为主，价格昂贵。运行维护成本高，仪器配件耗品价格昂贵。

4.1.2对操作、运行、维护人员的技术水平要求较高；

4.1.3系统本身运行不稳定；仪器的基线漂移、试剂的变化、供电系统的稳定性等多种因素，都会影响到水质自动监测系统的稳定性。

4.1.4系统监测数据与实验室人工使用标准分析方法监测的成果有一定的差别。由于水质自动监测仪器设备受现场环境条件和自动化控制要求的影响，其监测数据的准确性不如实验室经典化学分析方法，因此在使用之前，必须通过国家校准检测方法的比对使用，验证自动监测的准确性及可比性。

4.2技术应用成果

随着国家水质自动监测系统的运行，充分发挥了实时监视和预警功能。在跨界污染纠纷、污染事故预警、重点工程项目环境影响评估及保障公众用水安全方面已经发挥了重要作用。

（1）2008年四川汶川特大地震发生后，中国环境监测总站立即通过水质自动监测系统远程查看灾区水质状况，将灾区7个水质自动监测站的监测频次由原来的4小时一次调整为2小时一次，在第一时间分析了地震灾区地震前后水质状况，并将灾区水质无明显变化的情况及时向国务院抗震救灾总指挥部上报，并编制《汶川大地震后相关国家水质自动监测站水质监测结果》，每天在互联网上发布自动监测结果，为保障灾区饮用水安全，稳定灾区群众发挥了重要作用。

（2）2008年北京奥运会期间，利用北京密云古北口自动站（密云水库入口）、门头沟沿河城自动站（官厅水库出口）、天津果河桥自动站（于桥水库入口）、沈阳大伙房水库及上海青浦急水港自动站等国家水质自动监测站对城市的饮用水源实施严密监控，每日以《奥运城市地表水自动监测专报》形式上报环境保护部，为奥运期间饮水安全提供了技术保障。

结语

实施水质的自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大或流域性水质污染事故，解决跨行政区域的水污染事故纠纷，监督总量控制制度落实情况，保障饮用水源地的取水安全，为水资源保护监督管理和决策提供了有力的支持手段。

参考文献

[1]赵宝吉.我国水质自动监测的发展与应用[J].黑龙江环境通报.2000.（3）

[2]孙南.水质自动监测系统运行过程中的质量保证和质量控制[J].环境监测管理与技术.2009.（1）

第四篇：遥感技术在地理科学中的应用

3.遥感技术的实际应用

3.1 遥感技术在地质灾害中的应用

遥感技术应用于大面积的地质灾害调查, 可达到及时、详细、准确且经济的目的。在不同地质地貌背景下能监测出地质灾害隐患区段, 还能对突发性地质灾害进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。为此，我国设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题, 经过近20年的实践,已摸索了一套较为合理、有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法。在“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，为政府作出正确决策提供了依据。

3.2 遥感技术在生态环境中的应用

伴随着社会的进步和发展，气候变化、环境污染成为了人类世界所面临的发展瓶颈。遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有视野广阔、获取的信息量多、效率高、适应性强、可用于动态监测等众多优点,同时其技术方法成熟。为此,采用卫星遥感这一面向全球的先进技术,是环境科学研究的必要途径,它不仅可以为我们提供大面积、全天时、全天候的环境监测手段,更重要的是能够为我们提供常规环境监测手段难以获得的全球性的环境遥感数据,这些数据将成为我们进行环境监测、预报和科学研究不可缺少的基础。

遥感技术应用于环境监测上既可宏观观测空气、土壤、植被和水质状况,为环境保护提供决策依据,也可实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,及时制定处理措施,减少污染造成的损失。其从空中对地表环境进行大面积同步连续监测,突破了以往从地面研究环境的局限性。

如赤潮遥感监测。1995年至1997年国家海洋局第二海洋研究所开展了“海洋水产养殖区赤潮监测及其短期预报试验研究” ,该项目成功地监测和预报了1997年11月发生在广东沿海和1997年7月发生在浙江的赤潮。开创了国内赤潮卫星遥感实时监测和预测的先河。

3.3 遥感技术在农业气象灾害中的应用

目前我国农业生产基础设施薄弱,抗灾能力差, 对气象环境的依赖性很大。农业气象灾害对国民经济,特别是农业生产造成了极为不利的影响。利用遥感技术，可以绘制更加清晰、形象的气象图；进行气候资源监测评价；气象灾害评估；气象灾害预警、气候分析评价等等气象服务；建设基于遥感技术和地理信息系统(geographic information system)GIS支持下农业气象灾害监测系统开发；利用气象数据,结合GIS背景资料对危害区域、危险程度、受害作物面积进行分析、计算、评估，预测洪涝灾害的演进规律，提供受灾区域、受灾人口与损失估算报告, 并根据已有的抗洪措施形成后期应急反应方案以及防灾系统建设方案。

第五篇：遥感技术在城市环境监测中的应用

遥感技术在城市环境监测中的应用

摘要：现阶段，由于多方面因素的影响，使得我国的城市环境污染日益严重，各类突发性环境污染事故比比皆是，从而导致生态环境失衡。环境监测作为控制环境污染的主要途径之一，其作用得以彰显。然而，我国幅员辽阔，仅凭现有的环境监测工作站及监测技术很难实现全方位监测，而且及时性和准确性也难以保证。遥感技术以其自身诸多优点，被广泛应用于各个领域当中，该技术在环境监测方面的效果也比较明显。基于此点，本文就城市环境监测中遥感技术的应用进行浅谈。关键词：环境监测；遥感技术；红外遥感

一、遥感技术概述

遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术的发展及其在地理学研究中越来越广泛和深入的应用，已经导致这一学科研究方法，特别是地理学研究中空间对象的观测与信息获取方法产生了根本性的变化，极大地提高了对地观测能力和丰富了观测内容，深化了人们对地理现象的认识。

（一）遥感技术分类

遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。

（二）遥感技术的特点和作用

遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源；其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。

（三）遥感技术的应用范围

目前，遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用，具体包括：农林牧渔业环境监测；地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测；城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段，随着科技水平的发展速度不断加快，促进了遥感技术的发展，该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量，如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等，而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况，在固体污染物的测量方面也有一定的作用。

城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。常规的人工调查方法由于周期长，耗资大，不能及时反映城市环境变化的趋势。而遥感（RS）技术由于具有快速、准确、大范围和实时地获取资源环境状况及其变化数据的优越性，成为城市环境监测的主要手段。

城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。污染物一般可分为化学性、物理性和生物性三大类。其中，现在遥感技术可以有效地监测城市中的大气污染、水污染、地面污染、固体废物堆场污染和热污染，并且可以监测城市土地利用变化、城市交通、灾害预警等方面。

二、遥感技术在城市环境监测中的具体应用

（一）在大气环境监测中的应用

大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气 烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。遥感综合技术在城市环境监测为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、污染源的位置、污染物的扩散途径进行监测,结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样,在室内分析大气中污染物的含量,并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区,代表性和可靠性均差。

或者通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析,可以测量它们的光谱特征,求出大气气体分子的密度,从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量,并可用此来对大气环境进行监测。

灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道，可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返),更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。

例如：

1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波，故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外，若大气中的臭氧含量达到一定高度时，温度也会随之升高，所以也可采用红外波段进行探测。

2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体，可采用间接解译标志进行监测。通常情况下，当植被受到一定程度的污染后，其对于红外线的反射能力会有所降低，加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被，所以可利用植被这一特点，对污染情况进行间接分析。

（二）在水环境监测中的应用

应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下，清洁的水体其反射率较低，而且对于在光的吸收较强，从而使得其在遥感影像中呈暗色调，这一特征在红外谱段上更为明显。在进行水体监测时，可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较,使用小型电子计算机作及时的处理,就能探测出水源中的各种污染情况。由于遥感技术监测的范围较广，从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度，以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多，且过于繁杂，为方面遥感监测，通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。

1.热污染监测。由于城市化和工业化的迅猛发展,大气中的二氧化碳急剧增多,大气层对地球生物生命起保护作用的臭氧层正在逐步地被破坏,致使全球气候普遍变暖,这就是所谓的“ 温室” 效应。而城市市区温度普遍较城市郊区高,这种城市市区出现的岛状的高温现象即所谓的“热岛效应”。

由于热岛的热力作用而形成局部大气环境,造成从郊区吹向市区的局地风,把从市区扩散到郊区工厂排放的污染空气,又送回市区,使有害气体、烟尘在市区内滞留积累,从而造成进一步的大气污染,所以城市热岛是一种热污染现象。利用遥感技术进行城市热污染调查,主要是利用热红外遥感,对城市下垫面的热辐射进行白天和夜间扫描,在热红外图像上,温度高的地区色调为浅色,温度低的地区则为深色,通过影像判读分析调查,可以查明城市热源、热场的位置和范围,并对热岛的时空分布、热岛强度和地表温度分布等进行测定和分析。

根据不同时间的遥感资料,还可研究城市热岛的日变化和年变化规律。总结城市热岛与下垫面性质的相关关系,可从城市规划入手,制约那些形成城市热岛的因素,防止城市环境的进一步恶化。2.石油污染监测。就港口和海洋而言，石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测，不但可以确定污染区的实际范围和石油含量，同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大，所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大，加之特征曲线上的强度也有所不同，所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况，也可采用热红外进行监测。

（三）在地面污染监测中的应用 应用遥感技术对地面污水的排放造成的污染,可应用航空遥感拍摄的像片清楚地圈定出其污染范围。例如,当灌溉的农田遭受污染后,作物的生长在色调上有特殊变化,能同其他一般的禾苗区分开来。此外地下水的污染也会引起地面植被的变化,与正常生长区的作物有不同的光谱表现。多光谱成像仪能监测这些变化,从而圈定地面污染分布范围,进一步对地面污染做出预防规划。

因此,应用遥感技术,不但能圈定地面污染的分布范围,而且还能够对地面污染进行规划性的预防。例如,遥感综合技术在煤炭的自燃隐火监测中的应用。煤炭的自燃隐火不但每年要烧掉十亿吨煤炭资源,还要造成大面积的污染。地矿有关部门应用航空红外扫描仪,煤炭总公司应用地面红外测温仪,按地表温度的细微差异圈定隐火区,区分出燃烧区和燃尽区,分析其蔓延方向及规律,为大规模整治煤炭隐火提供了新的方法和经验。

（四）在固体废弃物监测中的应用

城市的固体废弃物的类型主要有居民生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾，以及混合垃圾,以上几种废物的混合物等。根据遥感图像的特征(如形状、色调或色彩)可以有效地调查固体废物堆场,尤其是利用航空热红外图像更为有效。

由于固体废物自身的物理化学分解作用,其温度一般高于周围地物,这在热红外图像上有着明显的色调特征。在城市中有的堆放物的影像特征与固体废弃物堆很相似,解译时容易混淆,因此需要适当地进行一些实地调查。例如,城乡结合部的垃圾堆与农村中的稻草堆粗看起来两者色调、形状都很接近,分布位置也无特点,但若仔细观察可见稻草堆顶部凸出,边界圆滑清晰,而垃圾堆则较平坦,边界模糊。

此外,由于城市中各种固体废弃物堆场的分布在空间与时间上均受到各个城市多种环境因素的制约。因此,根据堆放物位置的分布特征来判定堆放物是堆放物判定中的重要一环。例如,在人口集中、建筑密度大、管理严格的城市中心区,不太可能出现大面积的生活垃圾堆和工业垃圾堆,建筑垃圾堆只能堆在建筑工地周围或较偏僻的小马路上,而大的原料堆场也只可能出现在车站或码头附近,因此根据堆放位置可以进行堆放物性质的判断,从而进行正确的固体废物堆场污染监测。

三、结论

总而言之，遥感综合技术将帮助人们突破传统污染监测方法的局限,提高城市环境保护和污染监测能力,保护生态环境的平衡、提高人们生存环境的质量。同时它还将完成大量的基础研究工作,建立中国典型地物的波谱数据库和制定资源遥感调查技术规范。环境保护现已成为我国一项重要的基本国策，在未来的工作中，应加大遥感技术的应用力度，使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。

参考文献

[1]马翠萍.刘有为.杨永.遥感技术在环境监测领域的应用[a].华北五省市环境科学学会第十七届年会论文集[c].2011(5)[2]孙震.苏尚典.益建芳.遥感综合技术在城市环境监测中的作用[j].测绘与空间地理信息.2009(4)[3]胡举波.陈玲.仇雁翎.遥感技术在大尺度、动态环境监测中的应用[j].环境科学与管理.2008(5).[4]周晨.环境遥感监测技术的应用与发展[j].环境科技.2011（z1）[5]曹国东.遥感技术在大气环境监测中的应用[j].内蒙古科技与经济.2010（7）

[6]黎刚.环境遥感监测技术进展[j].环境检测管理与技术.2007（1）