高光谱成像系统：水环境监测中遥感技术的作用

01遥感技术在水质监测中应用的常见遥感数据

卫星遥感是一种具有操作简单，覆盖范围大，覆盖范围广，综合性强的先进现代监测手段。利用遥感手段，可以实现大范围、立体的、动态的、无时空约束的、海量的数据获取。开展大范围、立体的区域生态环境监控，可为区域内的生态环境管理与控制工作提供有力的技术支撑。近几年来，利用遥感手段对水体进行监测，形成了大量的遥感资料。

1.1高光谱遥感数据

高光谱遥感在水环境监测领域具有重要的意义：利用光谱信息对水环境进行监测；通过检测水体中的反射和吸收特征，可以获得水体中营养成分如悬浮物、有机质、氮磷等数据。高光谱遥感能够对水体的动态演变过程进行实时监控，并能在短时间内实现对水环境的动态响应。

1.2新型卫星遥感数据

利用新一代的卫星遥感资料对水体进行了分析研究。首先，高精度的卫星资料能够给出更加详尽的水域状况。常规的遥感资料仅能获得水体的种类、区域等特征，而新一代的卫星遥感能够获得更多的水体形态、纹理、色彩等细节，从而对水体进行深入研究。其次，利用新一代的高时空分辨能力，快速获得海量的观测资料，提升了水体环境质量监控的效能。

02水环境监测环节遥感技术的作用及优势

2.1可快速进行大范围、立体性生态环境监测

利用卫星遥感可以在很大程度上监控区域的生态环境状况，同时也可以对关键区域进行监控。应用卫星遥感可以快速准确地监测区域的生态环境状况，是一种非常灵活的监测手段。在大尺度上，对区域的生态状况进行实时的动态监控，能够更好地了解区域的生态状况，为制定相应的管理措施，提供决策支持。通过遥感手段，可以在较大面积上实时监控区域的生态环境状况，进而把握区域的生态状况。

2.2信息收集范围广

利用卫星影像进行水环境监测，可以清楚地显示水质的污染状况，为水质污染的治理提供理论基础。对遥感技术而言，其所蕴含的信息包括地表资料和卫星资料。地表信息包括地表光谱特征、地表覆盖类型、地表利用类型等，而地表光谱特征则包括地表反射率、反射率的高低起伏和水面反射率等。遥感影像中的地物反射特性、地物的光谱特性等信息。在水环境质量监控领域，利用卫星遥感手段，可以实时地监控水中污染物的含量。通过对不同类型水体的分析，提出了基于遥感的水体质量评估方法。

2.3适应各种复杂的水环境

在对水环境进行监控时，发现水质污染水平相对较高，且污染类型相对较多，因而；要通过各种途径来监控水体环境。在进行水环境的监控时，必须对其进行全方位的监控。若仅使用其中一种方法，则有其局限性。所以，在对水体进行水质监测时，应采用各种方法进行综合应用。例如，利用地面调查和遥感等手段对水体进行综合监控。在应用遥感方法进行水环境质量的遥感监测时，必须借助其对水环境中的物质组成进行检测和评价。此外，还可以通过遥感影像来监控水质的变化。遥感具有对多种水体环境自适应性的优点。例如，在对地面水体进行遥感观测时，就必须使用遥感影像来分析地面的水文特性。在对地下水进行监控时，必须借助遥感影像来研究其某些特性参数。在进行海洋环境质量监控时，必须使用遥感影像来监控水体的质量状况。同时，为了更好地了解城市废水中的某些污染物，还必须借助遥感影像技术。

2.4对水环境进行立体动态监测

另外，它还可以用于水体的三维、动态监测。通过遥感手段可以对水体的污染状况及演变过程进行实时监控，对于提升水体监测的效能和准确性具有重要意义。实践中，采用卫星影像进行水环境的三维动态观测，其优点在于：第一，它能够实现对水质的实时监控。由于采用了远程观测手段，所以能够对水质状况进行实时监测，便于对污染源进行及时地防治。第二，它可以实现对水中的污染物含量的实时监测。由于遥感能够同步获得水环境中温度、湿度、光照等多个参量，从而实现对水环境中污染物含量的准确估算。研究结果可为评价水质污染状况、制订防治对策提供依据。第三，它能对水体中的温度和湿度等状况进行实时测量。研究水环境中的温、湿条件对污染物迁移过程具有显著的作用，研究其变化规律有助于了解污染物在水环境中的传播规律，为制定相应的治理对策提供科学依据。

图1 遥感技术在水生态环境管理的应用（水华分布监测）

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审核编辑 黄宇