遙感在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

[導(dǎo)讀] 我國(guó)環(huán)境遙感應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)歷了從單純的環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展到了環(huán)境區(qū)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)研究等。遙感水環(huán)境監(jiān)測(cè)從一次性監(jiān)測(cè)發(fā)展到了連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從個(gè)別指標(biāo)的定性研究擴(kuò)展到了多目標(biāo)、多層次的模型研究和定量分析，從單一衛(wèi)星數(shù)據(jù)源的應(yīng)用發(fā)展到了多數(shù)據(jù)源、多時(shí)相、多分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用。遙感在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

　　隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展， 對(duì)地球諸多水環(huán)境要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成為現(xiàn)實(shí)。我國(guó)環(huán)境遙感應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)歷了從單純的環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)展到了環(huán)境區(qū)劃、環(huán)境影響評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)研究等。遙感水環(huán)境監(jiān)測(cè)從一次性監(jiān)測(cè)發(fā)展到了連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從個(gè)別指標(biāo)的定性研究擴(kuò)展到了多目標(biāo)、多層次的模型研究和定量分析，從單一衛(wèi)星數(shù)據(jù)源的應(yīng)用發(fā)展到了多數(shù)據(jù)源、多時(shí)相、多分辨率遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用。遙感在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

　　城市水污染監(jiān)測(cè)

　　應(yīng)用遙感手段，可以快速監(jiān)測(cè)出水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍等。下圖是利用 SPOT5 衛(wèi)星影像得到的某城市污水企業(yè)所排放的工業(yè)廢水情況。

圖 1 城市水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)

　　如圖1所示， 從圖片中可以清晰的監(jiān)測(cè)出排污管道的位置， 同時(shí)，可監(jiān)測(cè)出河水表面積累的厚厚的油污和浮游物體。

　　湖泊水污染監(jiān)測(cè)

　　利用遙感技術(shù)能迅速、同步地監(jiān)測(cè)大范圍水環(huán)境質(zhì)量狀況及其動(dòng)態(tài)變化。 水環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)是基于污水的光譜效應(yīng)。遙感在水污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用發(fā)展很快，現(xiàn)在已可測(cè)出水體的葉綠素、泥沙含量、水溫、水色等信息，還可對(duì)環(huán)境污染事故進(jìn)行遙感跟蹤調(diào)查、預(yù)報(bào)事故發(fā)生點(diǎn)、污染面積、擴(kuò)散程度及方向，估算污染造成的損失并提出相應(yīng)的對(duì)策。

　　本方案基于 TM 影像，應(yīng)用 GIS 平臺(tái)，提取某區(qū)域湖泊信息，利用空間建模工具計(jì)算出溫度植被指數(shù) TNDVI，研究湖泊水域內(nèi)部水污染空間分布規(guī)律。

圖 2 研究區(qū)湖泊污染監(jiān)測(cè)

　　利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類與人機(jī)交互式解譯方式獲取土地利用數(shù)據(jù)，進(jìn)而提取湖泊水體信息。

圖 3 研究區(qū)土地利用信息

　　本方案主要監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化情況， 考慮到水體溫度和葉綠素對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響，對(duì)計(jì)算溫度植被指數(shù)(TNDVI)再分類提取。

　　溫度植被指數(shù)(TNDVI)可利用空間建模獲取，計(jì)算函數(shù)為：

　　TNDVI=Sqrt[(Band4-Band3/Band4+Band3)+0.5]

　　TNDVI 計(jì)算后，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和野外驗(yàn)證(實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))對(duì) TNDVI 指數(shù)分為四級(jí)指標(biāo)，即：

　　0.41≤TNDVI<0.46 輕污染水體

　　0.46≤TNDVI<0.50 中等污染水體(輕)

　　0.50≤TNDVI<0.55 中等污染水體(重)

　　0.55≤TNDVI≤0.63 重污染水體

圖 4 水污染空間分布圖

　　基于水污染空間分布圖，可定性與定量評(píng)價(jià)水污染程度、污染面積及主要分布區(qū)域。

　　海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)

　　通過(guò)對(duì)遙感信息的分析、仿真和模擬， 可以獲得影響海洋理化和生物過(guò)程， 如海冰運(yùn)動(dòng)、海流循環(huán)模式、海表面等溫線分布、葉綠素濃度等相關(guān)參數(shù)。在現(xiàn)代海洋漁業(yè)中， 遙感已成為漁情分析和預(yù)報(bào)的重要技術(shù)手段之一。在海洋污染監(jiān)測(cè)方面，衛(wèi)星遙感可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋大范圍、全天候的污染監(jiān)測(cè)，有很高的實(shí)用價(jià)值。

　　利用海洋遙感產(chǎn)品制作中國(guó)近海等溫線分布，分布如下。

圖 5 海洋等溫線分布

[來(lái)源：地理國(guó)情監(jiān)測(cè)云平臺(tái)]