高光谱遥感在生态环境监测上的应用

胡芳琴 赵利明 周天宇 寿铃锆

摘要：生态环境对人类的生存和发展至关重要，然而在人类开发和改造自然环境的过程中，常会由于存在忽略或考虑不周到的环节，对生态环境造成破坏。因此，监测人类活动对生态环境的影响，推论环境变化的趋势，指出环境问题，并依此来指导生态环境治理工作、推动和改善生态环境，是遥感监测的重要任务。高光谱遥感技术是光学遥感下的一个重要分支，是一种新兴的遥感监测技术。它集合了精密光学设计、自动控制、微弱信号检测、数据遥传与信息处理、地理信息提取等技术，通过大量窄且连续的光谱通道，对地物持续遥感成像，从而收集所要观测的信息。

关键词：高光谱遥感；生态环境；监测应用

引言

实施科学、可靠的生态环境监测方法是提升我国环境保护工作质量的基础，也是环境保护工作开展过程中不可缺少的重要环节，通过环境监测的数据可以为环境保护工作者提供参考依据，做出正确的判断与决策。但是在实际的工作之中发现，有许多基层企业环境监测管理机构并没有发挥出环境监测的真正作用，存在着许多漏洞与问题。因此，明确环境监测工作的重要性，并根据现阶段环境保护工作的需求制定出环境监测工作的标准与制度，具有重要意义。

1环境监测的概念

在环境保护工作中环境监测十分关键。环境监测是使用各类机械设备和方法技术等来测定目标范围里的标志性污染物，以此来获得污染物的种类、含量、分布情况以及发展趋势等，从而根据获得的大量数据资料为后期的工作安排制定合理计划。近几年，我国经济快速增长，人民生活水平逐渐提升，但资源的过度消耗以及环境的污染破坏现象日益严重，对生态系统造成了一定的损害。长期下去，不利于社会的可持续发展。同时，随着自然灾害的频繁发生，也起到警示作用，越来越多的人意识到环境保护的重要性，并采取了一系列的措施来防治。在开展环境保护工作中环境监测是一项关键举措，通过高效的监测能够掌握环境的污染情况，为保护对策的制定和实施提供更多有价值的数据。

2环境监测工作的重要性

2.1提高环境质量评估的科学性

生态环境问题与人们的生活、工作有着紧密的联系，而构成生态环境的主要包括大气环境、土壤环境、水环境以及由各种生物所构建而成的社会环境，环境的显著变化可以通过人们的感官进行感受，但是想要对环境质量进行预测和准确分析必须要通过生态环境监测方法。科学、合理的生态环境监测能够有效地对大气环境、水环境、土壤环境等一系列关系人们生产、生活的环境质量进行评估和分析，而且通过环境监测还可以对整个生态环境质量发展改变趋势进行观察和预测，通过环境监测方法能够直观和科学地对生态环境水平进行反映，帮助环境保护工作更为顺利地开展和进行，从源头处解决污染，防止整体生态环境遭受损害。

2.2避免污染事件恶化

结合现有状况来看，存在大量长期污染事件，但也不排除出现突发性污染事件。一旦出现突发性污染事件，对生态环境造成的影响是难以预控的。若出现这种状况，应进行合理的环境监测，则可结合具体情况，自动调节环境监测周期，保障环境监测工作极具稳定性。因此，需要长期落实环境监测工作，综合对比与分析各项数据。参照数据发展情况，避免污染事件有所恶化，有效抑制环境污染的负面影响。

2.3为环境保护工作提供必要的参考依据

对与我们生存息息相关的大气环境质量水平监测，必须要应用具备科学性、有效性的环境检测质量标准参数作为依据进行观察，而且这些环境监测参数并不是固定的数值，现阶段我国经济正处于高速发展阶段，工业生产规模持续扩张，这也是造成温室效应的主要因素之一，而且多个地区出现了严重的雾霾污染情况，这也让大气环境监测指标中必须要关注大气二氧化碳排放浓度以及可吸入颗粒物水平等指标情况。随着科学技术的不断发展进步，环境监测技术也得到了长足的提高，可以有效地监测空气中有害微生物的水平，而这一指标也非常有可能会加入大气环境监测质量的指标之中。在新的检测指标之中，对环境质量监测标准开展制定工作时，将不会实施危害水源、人体环境的试验，而是要以周期性大气环境监测指标数据作为重要参考，进行评定。这也说明，对大气环境监测工作必须要保证科学、可靠和有效，这些监测数据也是后期大气环境检测质量标准的重要参考依据。

3生态环境监测存在的主要质量问题

3.1质量保障能力不足

生态环境监测工作包含非常多的环节，通常涉及布设监测点位、采集样品、运输样品、保管样品、测试工作、记录数据、传输数据、编制工作报告、报告归档保存等。为了保证监测质量，相关部门要加大对各环节的监督和管理，确保各项工作按照有关要求规范操作。然而，许多部门在开展生态环境监测工作中依然存在一些问题，尤其是缺乏可靠的质量保障能力，经常出现仪器设备落后、操作环境恶劣、试剂选择不合理、人员专业素质差等情况，会严重影响监测效率和质量，导致数据信息不准确。

3.2缺乏开放性监测市场

在既往的环境监测工作执行过程中，通常应用“垂直化”管理方法，希望能通过这种方法保障监测数据公正性与科学性。然而，结合现有的形式来分析，环境主管部门关于环境监测市场的管理力度不佳，缺乏资质的环境监测机构存在市场中，导致环境监测事业发展受干扰。

3.3环境监测缺乏统一管理

对于我国的环境保护工作而言，很多的部分在生态环境监测的布置上没有统一的有效管理，导致其任务的布置存在交叉的部分。这就为环境监测工作的开展带来了巨大的隐患，导致人力物力浪费的同时还存在很多的生态环境保护问题。但是对于各个部门而言，其之间的交流有限，就导致不能形成统一的监测工作，进而导致数据方面存在一定的问题，导致监测工作不能有效的进行。环境监测工作的有效进行能够确保各个部门工作进行有效的分配，只有提升环境监测工作的科学性，才能提升环境治理工作的合理性。

4高光谱遥感在植被与农田生态监测上的应用

通过分析高光谱数据特征谱线，能够准确评估植被和农田的生态情况。比如：（1）检测植物的胁迫效应；（2）测量植物叶绿素含量（3）确定植被覆盖率；（4）提取氮和木质素等生物化学变量（5）检测作物或土壤的水分变化；（6）感应叶片色素浓度的变化；（7）监测农作物的生物物理特性和估算产量特征等。通过棉花检测植物水分胁迫效应，指出其可反映在高光谱数据中；在对植被的生化指数评估方面，高光谱方法优势明显。对比不同肥力的小麦光谱，指出能根据植物叶绿素与含氮量区分不同的小麦；利用高光谱数据以及神经网络算法分析大豆叶绿素含量；用红边参数对植被的叶绿素含量进行了估算。

结束语

目前，人们的环境保护意识越来越强，政府部门也对此颁布了相关的法律法规，更多团体和个人也都积极主动地参与到环境保护工作。其中，环境监测具有非常重要的作用，能够为环境保护工作提供大量数据信息。为了保证监测质量，要全面分析存在的问题，制定相应的对策。

参考文献

[1]张建辉,吴艳婷,杨一鹏,吴传庆,厉青,侯鹏,李营,熊文成.生态环境立体遥感监测“十四五”发展思路[J].环境监控与预警,2019

[2]柏仇勇,赵岑.中国生态环境监测40年改革发展与成效[J].中国环境管理,2019

[3].深化生态环境监测改革做好生态环境管理的“顶梁柱”[J].环境保护,2019

[4]任洋,汪劲.关于对生态环境监测机构实施全过程监管的法律思考[J].环境保护,2019

[5].生态环境监测“双随机”监督抽查将开展[J].中国铸造装备与技术,2019