地表水环境遥感监测关键技术与系统
环境检测中的地表水监测技术
《资源节约与环保》2020年第5期环境检测中的地表水监测技术张跃君1吴小刚2（1南通市如皋生态环境监测站江苏如皋2265002苏州科太环境技术有限公司南通分公司江苏南通226300)引言随着国民经济的飞速发展,工业企业排污体系未能得到有效监管,水环境遭到严重污染引发一系列环境问题,严重威胁了人民的生命财产安全。
水环境问题成为阻碍我国生态文明建设的突出短板,加强地表水监测是人与自然和谐共生的必然要求。
各级生态环境部门应当不断加强水环境监测,保障自然环境可持续发展。
1地表水监测的意义水资源是人类赖以生存的宝贵自然资源,人体中60%以上为水,要想确保引用水安全,必须加强对水资源的安全监测。
由于现代社会发展,工业化建设加大对自然水资源环境的污染,水资源受到污染会导致产生各种疾病。
地球每天有2000多人因受污染水质影响死亡,我国工业化发展导致自然水资源环境污染严重,由于污染物排放量巨大,每年约1/3的死亡由于水体污染造成。
我国农村有2亿人饮用水含有过高含量有害物质,随着工业生产发展,生活污水排放日益严重,导致引用水中仅60%达标,我国水资源地域分布不均,部分区域干旱缺水问题严重,国家要加强水污染监测,保障水资源质量安全。
环境检测内容包括水、气、声、土等,其中地表水监测与人们日常生活密切相关,在现代经济飞速发展背景下,自然水不断被污染,水资源匮乏导致利用新技术获取淡水资源,地下水污染影响人们的身体健康[1]。
因此,加强地表水监测不仅能及时掌握水环境状况,为保护水资源安全提供预警,更是绿色发展、可持续发展、建设美丽中国的必然要求。
2我国地表水环境监测现状我国环境监测工作经历多年发展取得很大成效,具备较丰富的环境监测系统,但也存在各级生态环境监测部门技术水平参差不齐、实验仪器设备发展滞后、专业人员缺口较大、相关法律法规不够完善等问题,其中地表水监测中的问题主要包括地表水监测范围有限,监测技术不足,从业人员专业能力欠缺。
水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用
水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用随着现代社会的发展，对水资源的需求越来越大，而且全球气候变化的影响下，水资源的分布和使用也出现了很大的不均衡，这对水资源管理和保护提出了极大的挑战。
在这种情况下，水文遥感监测技术应运而生，成为研究水资源的重要工具。
本文将介绍水文遥感监测技术及其在水资源研究中的应用。
一、水文遥感监测技术水文遥感是指运用卫星、航空器和其他遥感平台获取水文信息的一种技术。
水文遥感可以实现对水文参数如河流流量、地下水位以及水体温度等的遥感监测，也可进行湖泊及水库水量变化和水质的监测。
水文遥感技术的应用取决于遥感平台所装载的传感器类型和技术。
1. 卫星遥感：卫星遥感系统对于水文遥感技术的应用在全球尺度上非常有用。
这类遥感系统可以提供大范围的水文信息，包括温度、湿度、水被覆盖程度等。
另外，卫星遥感也可以监测植被和水文关系，在大规模的反演数值模型中也非常有用。
2. 飞机遥感：飞机遥感系统可以从近距离拍摄土壤和植被，也可以监测湖泊和水库水位、流量、水温等。
这些技术可帮助专业人员更好地监测地表水文有关的信息。
它们还可以检测河流、湖泊淤泥或岸边植被的变化，以及湿地附近植被的健康状态等。
3. 地基遥感：地基遥感根据运用各种传感器安装在地面定点观测站，如雨量计、墒情计、水位计以及流量计等可以实时监测雨量流量以及水位、土壤墒情等，为相关专业人士提供实时的水文信息作为决策依据。
二、水文遥感监测技术在水资源研究中的应用1. 水文模拟：水文遥感可以在大规模的水文模拟中起到非常重要的作用，通过遥感数据反演，可以获取湖泊、河流的宽度、深度、流量，以及地下水位等水文数据，这些数据可以作为水文模拟的重要输入参数。
2. 土地利用与覆盖变化：水文遥感可以从纵向和横向两个方面通过遥感技术获取土地利用与覆盖变化信息尤其在国土资源管理、生态环境保护等领域应用最为广泛。
3. 水资源调查：水文遥感已经成为水资源调查的重要工具，尤其是在一些地势复杂、交通不便、或人力资源匮乏的地区，水文遥感通过光学、红外等遥感手段判断水体、测量水位、测算水量等资料，可以大大减轻人力物力的负担，为水资源管理的决策制定提供重要的空间参考数据。
卫星遥感在地表水资源调查中作用解析
卫星遥感在地表水资源调查中作用解析地表水资源是人类生存和发展的重要基础，合理利用和保护地表水资源对于社会经济的可持续发展具有重要意义。
随着技术的不断发展和卫星遥感技术的广泛应用，卫星遥感在地表水资源调查中发挥着重要的作用。
本文将从遥感技术在水质监测、水量监测、水体动态变化监测等方面进行解析，并探讨未来卫星遥感在地表水资源调查中的发展前景。
一、水质监测水质监测是地表水资源调查的重要组成部分。
卫星遥感技术通过获取地表水体背景光谱信息，对水体中的溶解有机物、悬浮物、藻类等进行监测和判别，实现对水体水质的快速、全面、定量化监测。
卫星遥感技术还可以通过监测水体的叶绿素-a和悬浮物浓度等参数，评估水体富营养化程度和透明度，进而判断水体的水质状况。
通过卫星遥感技术，可以实现对大范围、多时段的水质动态监测，为水资源管理部门提供准确的水质信息，指导水环境保护工作。
二、水量监测水量监测是地表水资源调查的关键内容，也是卫星遥感技术在地表水资源调查中的重要应用。
卫星遥感技术可以通过获取地表水体的水高信息，估算水体的蓄水量和径流。
利用合成孔径雷达（SAR）卫星和高光谱卫星等遥感数据，结合水文模型和地统计学方法，实现对不同尺度水域的水量监测，提供准确的水资源量和分布信息。
此外，通过遥感技术还可以监测地表水体的流速、流向、洪涝等水文要素，为水资源管理部门提供科学依据和决策支持。
三、水体动态变化监测地表水资源的动态变化对于水资源的调查和管理至关重要。
卫星遥感技术通过多源、多时相的遥感数据，可以实现对地表水体的动态演化过程进行监测和分析。
例如，利用合成孔径雷达（SAR）和光学遥感数据，可以监测水体的面积、形态、蓄水量等参数的空间分布和时序变化，为水资源调查和管理提供准确的数据基础。
此外，卫星遥感技术还可以监测河流、湖泊和地下水位的变化，识别水体斑块和漏失点，实现对地表水体的动态变化监测。
未来发展前景卫星遥感技术在地表水资源调查中的应用前景广阔。
遥感技术在环境监测中的应用
遥感技术在环境监测中的应用遥感技术是一种通过获取地面物体的电磁辐射信息，进行远距离观测和测量的技术手段。
它具有高效、快速、全面的特点，因此在环境监测领域得到了广泛应用。
本文将介绍遥感技术在环境监测中的应用，并探讨其优势和挑战。
遥感技术在大气环境监测中的应用大气污染监测遥感技术可以通过获取大气中的气体和颗粒物的光谱信息，实现对大气污染物的监测。
通过遥感技术，可以实时获取大范围内的大气污染情况，为环境保护部门提供决策依据。
气候变化研究遥感技术可以获取地球表面温度、降水量等气象要素的空间分布和变化趋势，为气候变化研究提供数据支持。
通过遥感技术，可以监测全球范围内的气候变化情况，为制定应对气候变化的政策提供科学依据。
遥感技术在水环境监测中的应用水质监测遥感技术可以通过获取水体的光谱信息，实现对水质的监测。
通过遥感技术，可以实时获取大范围内的水质情况，为水资源管理和保护提供数据支持。
水资源管理遥感技术可以获取地表水和地下水的分布和变化情况，为水资源管理提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测水资源的利用情况，为合理规划和管理水资源提供科学依据。
遥感技术在土壤环境监测中的应用土壤污染监测遥感技术可以通过获取土壤的光谱信息，实现对土壤污染物的监测。
通过遥感技术，可以快速获取大范围内的土壤污染情况，为土壤修复和保护提供数据支持。
土地利用监测遥感技术可以获取土地利用类型和变化情况，为土地规划和管理提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测土地利用的变化趋势，为合理规划和管理土地资源提供科学依据。
遥感技术在生态环境监测中的应用生态系统监测遥感技术可以获取生态系统的空间分布和变化情况，为生态环境保护和恢复提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测生态系统的健康状况，为制定生态保护政策提供科学依据。
物种分布监测遥感技术可以获取物种的分布和数量情况，为物种保护和生物多样性研究提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测物种的分布范围和数量变化，为制定物种保护措施提供科学依据。
遥感技术在水资源管理中的应用
遥感技术在水资源管理中的应用水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着人口增长、经济发展和气候变化，水资源的管理面临着越来越多的挑战。
在这个背景下，遥感技术作为一种强大的工具，为水资源的监测、评估和管理提供了重要的支持。
遥感技术是一种通过非接触式的手段获取地球表面信息的技术。
它利用卫星、飞机等平台搭载的传感器，接收并记录来自地表物体反射或发射的电磁波信号，然后通过对这些信号的处理和分析，获取有关地表特征、物质组成和环境变化等方面的信息。
在水资源管理领域，遥感技术主要应用于以下几个方面：一、水资源的监测与评估（一）地表水资源监测遥感技术可以用于监测河流、湖泊、水库等地表水体的面积、水位和水量变化。
通过对多期遥感影像的对比分析，可以清晰地了解水体的动态变化情况，为水资源的合理调配和管理提供依据。
例如，利用合成孔径雷达（SAR）遥感技术，可以在多云、多雨等天气条件下获取水体的信息，弥补了光学遥感在恶劣天气下的不足。
（二）地下水资源监测虽然直接监测地下水资源比较困难，但遥感技术可以通过间接的方法提供有关地下水资源的信息。
例如，通过监测地表植被的生长状况、土壤湿度等，可以推断地下水资源的丰歉程度。
此外，利用重力卫星遥感技术，可以测量地球重力场的变化，从而反演地下水储量的变化。
（三）水资源质量监测遥感技术还可以用于监测水资源的质量。
通过对水体中叶绿素、悬浮物、溶解性有机物等物质的光谱特征分析，可以评估水体的富营养化程度、浑浊度和污染状况。
同时，结合地理信息系统（GIS）技术，可以对水资源质量的空间分布进行可视化展示，为水污染的治理和防控提供决策支持。
二、水文模型的输入与验证水文模型是模拟水文循环过程、预测水资源变化的重要工具。
遥感技术可以为水文模型提供大量的输入数据，如土地利用类型、土壤类型、植被覆盖度、地形地貌等，提高模型的精度和可靠性。
同时，遥感监测得到的水体面积、水位、流量等数据可以用于验证水文模型的模拟结果，对模型进行优化和改进。
环境遥感技术在水资源监测中的应用
环境遥感技术在水资源监测中的应用随着全球气候变暖越来越显著，水资源短缺成为全球面临的严重问题。
国内外许多研究者和政策制定者都已经开始重视水资源监测和管理，以便更好地处理水资源问题。
其中，环境遥感技术作为一种非常有力的技术手段，在水资源监测中的应用变得越来越重要。
一、环境遥感技术的基本原理所谓环境遥感技术，是指通过感知与记录地球表层特征、状态的一种技术。
主要是通过卫星上的相机、雷达、光谱仪等遥感设备探测地球表面的特征进行观测、测量和分析，从而获得各种环境信息。
二、环境遥感技术在水资源监测中的应用领域环境遥感技术在水资源监测中的应用领域非常广泛。
正是因为它具有非常敏锐和高效的特性，可以通过高精度的遥感观测、数据挖掘和统计分析，从而更好地识别和研究水资源的各种问题。
1. 地表水资源监测环境遥感技术可通过侦测地表水位变化，大幅提高了对地表水的监测能力。
例如，通过对遥感图像的分析和反演，可以得到水体的表面面积、水深等信息。
同时还可以追踪水体的演化过程，反映水环境的动态变化。
2. 地下水资源监测地下水在许多地域经常作为重要的水源供给，它在许多地方易受到人为和自然因素的影响。
环境遥感技术可以通过划分遥感图像中的不同水体类别，进一步提取出地表和地下水的含水层面积和深度等信息。
同时，环境遥感技术也可以通过观测地表地形、机械下降等设备，来判断地下水资源的补给和状态。
3. 水环境污染监测水污染对环境和生态系统造成的损坏非常巨大，也严重限制了水资源的有效利用。
环境遥感技术可以通过对遥感图像中的信息进行分析，把环境污染物的来源和延展规律等因素进行统计和分析。
从而能够更好地识别出水质的变化趋势和发现隐藏的污染源。
4. 季节性水资源变化分析环境遥感技术可以通过分析水资源的季节性变化，更好地预测和规划水资源的使用。
例如，可以监测到冰雪融化的时间和水量、干旱和降雨的季节、洪水发生的时间、水位和流量的变化等。
三、环境遥感技术在水资源领域的实际应用案例1. 基于人工模拟神经网络的水质监测模型该模型可以通过提取遥感图像中的水质特征，结合实时的观测数据，建立水质监测模型。
水资源管理中的遥感技术及其应用
水资源管理中的遥感技术及其应用随着人类对水资源需求的不断增加，水资源管理变得越来越重要。
如今，随着科技的进步，遥感技术已经成为水资源管理中的一个重要工具。
本文将从遥感技术的定义以及其在水资源管理中的应用等方面进行探讨。
一、什么是遥感技术？遥感技术是指对地球表面进行无接触测量并获取地理空间信息的一种技术。
遥感技术可以通过各种方式来获取地球表面的信息，例如从航空或卫星平台上获取图像、气象、雷达和激光测高等。
二、遥感技术在水资源管理中的应用1. 水资源调查水资源调查是对水资源的现状和潜力进行调查与评估，以确定加强水资源的管理和利用的重点和方向。
在水资源调查中，遥感技术可以通过对图像信息的解译，对地表水、地下水、冰雪等水资源的分布、利用、质量等情况进行调查，从而为水资源管理提供数据支持和技术保障。
2. 水资源监测水资源监测可以实时监测地表水、地下水水位、流量变化、水质变化等情况，以保障供水安全和环境保护。
遥感技术可以通过获取高分辨率的遥感影像和数据，对水资源进行准确监测和动态分析。
比如，可以通过水体遥感影像来监测水面积、水位变化等情况；通过遥感数据进行水资源定量遥感监测，用于水资源动态监测、分析和评价。
3. 水环境保护随着人口和工业的增加，水环境变得越来越复杂和严重。
遥感技术可以通过获取污染源的数据和污染物的信息，快速发现和定位水环境污染源，以便及时采取措施进行治理和保护水环境。
此外，遥感技术可以利用多光谱遥感图像识别水体颜色，来判断水质情况，进而有效保护水环境。
4. 水资源评价水资源评价是测算和分析水资源量与需求之间的平衡关系，以确定水资源利用及发展的可行性和优化方案。
遥感技术可以通过分析遥感数据，对水资源进行定量调查、开发与评估，从而确定水资源的利用潜力，制定科学的水资源规划和管理方案。
三、遥感技术在水资源管理中面临的挑战虽然遥感技术在水资源管理中起到了重要的作用，但它也存在一定的局限性。
首先，遥感技术只是一种辅助手段，它不能替代现场调查和分析。
遥感技术在地下水污染监测中的应用研究
遥感技术在地下水污染监测中的应用研究在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，地下水污染问题日益严重。
地下水作为重要的水资源，其质量的好坏直接关系到人们的生活和生态环境的健康。
因此，对地下水污染进行有效的监测至关重要。
遥感技术作为一种先进的探测手段，凭借其独特的优势，在地下水污染监测中发挥着越来越重要的作用。
一、遥感技术的原理及特点遥感技术是指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
其原理主要基于不同物体对电磁波的反射、吸收和发射特性的差异。
遥感技术具有以下几个显著特点：1、大面积同步观测：能够在短时间内获取大范围的地表信息，克服了传统监测方法只能局部单点监测的局限性。
2、时效性强：可以快速获取数据，及时反映地表的动态变化。
3、信息丰富：能够同时获取多种地物特征的信息，包括地形、地貌、植被、土壤等。
4、成本相对较低：与传统的实地采样和监测方法相比，大大降低了人力、物力和时间成本。
二、地下水污染的来源及危害地下水污染的来源多种多样，主要包括工业废水排放、农业面源污染、城市生活污水排放、垃圾填埋场渗滤液、石油化工泄漏等。
工业废水中常常含有重金属、有机物等污染物，如果未经处理直接排放，会对地下水造成严重污染。
农业生产中使用的农药、化肥，通过地表径流和土壤渗透也会进入地下水体。
城市生活污水中的氮、磷等营养物质以及各种微生物，在排放和处理不当的情况下，同样会污染地下水。
垃圾填埋场中的渗滤液含有高浓度的有机物和重金属，如果防渗措施不到位，会对周边地下水产生长期的污染威胁。
石油化工泄漏事故则会导致大量的石油类污染物进入地下，对地下水质量造成极大破坏。
地下水污染不仅会影响饮用水的安全，导致人体健康问题，如癌症、心血管疾病等的发生风险增加，还会对农业生产造成不利影响，降低农作物的产量和质量。
此外，地下水污染还会破坏生态平衡，影响水生生物的生存和繁衍。
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地表水环境遥感监测关键技术与系统
地表水环境是地球上最重要的自然资源之一，它对人类生活和生产活动具有重要的影响。
随着人口的增加和工业化的进程，地表水环境受到了越来越大的影响，水污染、水资
源短缺等问题日益突出。
地表水环境的监测和评估是保护水资源、维护生态环境以及保障
人类生存和发展的重要基础。
遥感技术由于具有全天候、大范围、高时空分辨率、自动化
获取信息等优点，成为地表水环境监测的重要手段之一。
本文将介绍地表水环境遥感监测
的关键技术与系统。
一、地表水环境遥感监测的意义和挑战
地表水环境遥感监测是运用遥感技术获取地表水环境信息的过程。
地表水环境包括水体、水生态和水质，并关系到生态环境、气候变化和社会经济等多方面。
通过遥感技术对
地表水环境进行监测，可以及时获取大范围、高时空分辨率的水环境信息，为水资源管理、环境保护、自然灾害等提供重要数据支持。
地表水环境遥感监测也面临着一些挑战。
地表水环境受气候、植被、土地利用等因素
的影响，导致水体信息的获取受到干扰；地表水环境的动态变化快，需要实现及时更新的
监测数据；不同水环境参数的遥感反演模型还不够成熟，需要不断完善和提高准确性。
提
高地表水环境遥感监测的技术和系统，对于解决水资源管理和环境保护等问题具有重要意义。
1.多源数据融合技术
地表水环境的特点是动态变化大、复杂性强，需要融合多种遥感数据进行监测。
包括
高分辨率光学遥感数据、高光谱遥感数据、合成孔径雷达数据等多种类型的遥感数据，利
用多源数据融合技术可以充分利用各种数据的优势，提高地表水环境监测的准确性和时空
分辨率。
2.水体提取与变化监测技术
水体提取是地表水环境遥感监测的重要内容，通过识别和提取出水体的空间分布和变
化信息，可以对水体的面积、形状、变化趋势等进行监测和分析。
基于不同遥感数据和水
体特征，利用水体提取与变化监测技术可以实现对水体的自动化提取和动态监测。
3.水质遥感监测技术
水质是衡量地表水环境的重要指标之一，利用遥感技术监测水质可以获取水体中的营
养盐、叶绿素、藻类等参数信息，为水质评估和管理提供数据支持。
利用遥感技术实现水
质监测需要建立水体光学参数与水质参数之间的定量关系，并结合高光谱、多光谱等数据
进行水质参数反演。
4.遥感与地理信息系统（GIS）融合技术
地理信息系统（GIS）是地表水环境遥感监测的重要支撑平台，通过将遥感数据与地理信息数据结合，可以实现对水体空间分布、变化趋势、与周围环境的关系等多维信息的整
合和可视化显示，为水资源管理和环境保护决策提供支持。
地表水环境遥感监测系统是将遥感技术应用于地表水环境监测的综合平台，包括数据
获取、处理、分析和应用等功能。
一个完整的地表水环境遥感监测系统应包括遥感数据采
集系统、数据处理系统、监测模型与算法系统、可视化与应用系统等模块。
1.遥感数据采集系统
遥感数据采集是地表水环境监测的基础，包括卫星遥感数据、航空遥感数据和地面遥
感数据的获取。
为了实现多源、多时相、多分辨率的遥感数据获取，需要建立完善的数据
获取网络和平台，包括国家遥感卫星、各级遥感平台、遥感卫星数据共享平台等。
2.数据处理系统
数据处理系统是对原始遥感数据进行校正、纠正、增强和拼接等处理，以满足地表水
环境监测的需求。
数据处理系统应具备高效的数据处理算法和工具，并支持多种数据格式
的处理和存储。
3.监测模型与算法系统
监测模型与算法系统是地表水环境遥感监测的核心内容，包括水体提取与变化监测模型、水质遥感反演模型等。
监测模型与算法系统需要结合遥感数据特点和地表水环境特征，实现对水体信息的自动提取和水质参数的反演。
4.可视化与应用系统
可视化与应用系统是地表水环境监测结果的传播和应用平台，包括地图显示、数据查询、监测分析、环境评价等功能。
通过可视化与应用系统，可以将监测结果以可视多维形
式呈现，并提供决策支持和智能服务。
地表水环境遥感监测的关键技术与系统是在遥感技术的基础上，结合地表水环境的特
点和需求，实现对地表水环境的高效监测和管理。
在未来，随着遥感技术的不断发展和应用，地表水环境遥感监测将更加智能化、高效化和精准化，为保护水资源、维护生态环境
和促进可持续发展做出更大的贡献。