遥感与GIS1技术在环境科学中的应用研究

　　在合作与竞争并存的21世纪，作为发展中国家的中国，在经济不断发展的同时，环境污染越来越严重，环境保护作为基本国策已日益深入人心，公民的环境意识日益增强。开发GE在环境科学中的应用，对于建立高时效的环境监测、调查、评估和预报系统的有利作用不断凸显。

　　环境保护中极为广泛地应用遥感和地理信息系统，在保护工作中信息的采集、环境的动态监测、环境管理及突发性事件的发生等更需要其加以表述。建立水环境质量数据库、空气质量数据库、重点污染源废水监测数据库、重点污染源废气监测数据库、交通噪声数据库、固定噪声源数据库等需要GE对所得的监测数据进行输入、编辑、处理、统计、分析，使得环境问题能够得到及时解决。

　　1.遥感在环境科学中的应用

　　地物的物理特性和化学组分不同，其反射或辐射的电磁波谱特性（如波长、传播方向、振幅等）不同，遥感判定和分析地物性质的主要依据也就不同。因此，污染性质的获取是根据环境污染或环境条件改变而引起的地物波谱特征的差异表现;揭示污染扩散的规律是根据遥感获取的地面信息具有连续性和周期性。环境分析中不可缺少的背景信息可以通过遥感影像进行辐射和几何纠正、降噪滤波、信号增强等预处理，然后利用目视解译、分类、特征提取等信息处理技术，以获取城市环境要素来补充地面监测的局限性。

　　1.1 土地覆盖及利用例如美国的Landsa^TM或法国的SRJT—HRV利用可见光波段的陆地资源卫星，选择合适的波段组合和分类方法取得良好效果。比较常用的有监督和非监督分类2种，比较新型的有基于频率特征的上下文分类法、神经网络分类法和GE辅助下的基于知识的分类121等。

　　1.2城市绿地分布和覆盖例如航空遥感影像，利用影像空间分辨率足够高的优势，采用直接目视解译获取城市绿地分布状况；但对于目前卫星遥感影像，美国的Lanst_TM或法国的SPJT—HRY则采用植被指数法；此外，常用的还有归一化差值植被指数、比值植被指数、Tase]edC?变换的绿被指数等。

　　1.3水体富营养化污水排放、农用化肥大量使用并随雨水流失等造成氮磷钾等营养物质及可溶性有机物在水体中大量富集，造成浮游生物快速繁殖，使水体具有水和植物的光谱特性，通常以叶绿素浓度来反映水体富营养化的程度。我们利用SekWisNOAA-AVHRR等卫星数据，来检测范围较大的水体。通过叶绿素引起的光吸收效应最小波长0.55^m的辐射和最大波长0.44Mm的辐射进行比值可求出叶绿素浓度分布情况。可利用LmdaPTM数据，对于小范围水体进行检测，但由于蓝波段（TM波长0.45~0.52m湘绿波段(Tn2波长0.52~0.60m滞宽相对较宽，所以直接用水体叶绿素引起的光吸收效应最小的绿波段Ti(TM)不用比值分析法，用绿度变换后的绿度分量作分析，可取得清晰的图像。

　　1.4 水体悬浮泥沙与浅水区水深城市中的天然水体是

　　不可再生资源，水土流失状况和泥沙淤积的原因可利用遥感监测水体悬浮泥沙与浅水区的分布范围和水深得到。清澈的水体，水底反射光强度与水深呈负相关；浑浊的水体，水中散射光的强度与水中悬浮物含量呈正相关。浅滩区水体较浑浊，因为泥沙扰动作用较强烈;而深水区相对清澈，所以可根据受水体浑浊度影响后的散射光造成的图像色调变化来解译水体相对深度151。

　　在环境科学中的应用

　　GIST数据采集与输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间分析及数据显示与输出等功能。其核心是空间分析，包括数据检索及表格分析、叠置分析、缓冲区分析和网络分析。其中，空间叠置分析可用于建设项目选址、环境功能区规划、环境风险因素识别、环境敏感点确定等；缓冲区分析可用于自然保护区规划、环境污染事故安全距离确定等；网络分析可分析计算网络的性能特征。

　　环境学科的问题在不同程度上体现地理含义，那么引入GI:枝术，必将带来以下几方面的好处：（1)提高工作效率。例如，利用专题地图功能，可以将环境统计报表数据迅速地显示在地图上。（2)改善工作质量。利用G!软件，环境工作者可有效组织数据可视化。（3)拓展工作范围。例如，在有害危险气体的环境影响评价中，利用GB技术提供的路径分析功能，利用当地的人口和气象数据，建立二维的污染物扩散模型。（4)集成化解决问题。GB数据参照同一空间坐标系，使得不同领域数据变得简单共享，各部门之间的数据可支持整个项目的战略决策。

　　2.1环境监测在环境监测中，GKGPSRS等技术可与环境动态监测结合起来。在运输工具上，如汽车上装载差分GPS定位仪，在车辆移动中或在污染源现场采集到的实时数据准确地反应到GS电子地图上;对于固定采样点的污染情况，可先采集记录实时数据，再通过GPS将固定样点的坐标值导入G1S并且实时监测，在对电子地图的相应坐标与数据库的相应值实现关联后，这些数据可为使用者随时调用进行动态分析和辅助决策。

　　2.2 环境影响评价在环境评价中，许多环境问题和环境过程都可通过成熟模型准确地描述出来，如水质模型、大气扩散模型等，但这些环境模型数据具有明显的空间特性，在操作、分析、显示方面存在一定的困难。引用G!技术建立拓扑关系，可以将数据和地图关联起来，进行空间分析以及制作各类专题图，能够形象、直观地显示环境质量和污染状况;此外，还可以选择各种评价方法进行单要素评价和区域综合评价，完成评价因子的分析、计算和评价成果的输出.大大咸少了工作量，加快了评价进程。

　　在环境影响评价中，通过GS的叠图分析，叠加同一区域不同时段的多个不同环境影响因素及其特征，可以显示区域环境质量演变与其他因素之间的关系，从而可以预测区域的环境质量.

　　2.3环境规划G1S用于环境规划中是将GISS间分析技术与基础数据和空间图形库结合起来，在环境数据的收集与管理、环境质量评价与预测及污染控制规划方面做出处理，使决策过程更加直观、快速和有效。未来环境规划管理的重点发展方向是能够快速应对错综复杂的环境问题，而且能够从时空的角度预测环境质量的变化趋势，为决策者提供专家经验，合理制定环境管理措施和方案1101.而GE(乍为一种技术手段，正好发挥其数据更新，地理空间信息和属性数据实时查询等功能的优势。

　　3 结语

　　遥感与G1S技术在环境科学中的应用，实质上是以遥感获取的自然环境信息作为G1S的主要数据源，利用数字化地图信息、地面监测数据、先验知识等辅助遥感信息进行定量提取，然后采用GS进行多种数据集（栅格影像、矢量图形、数据等）的融合、建模分析与集中管理。

　　GIS!有的空间数据和属性数据的管理及空间分析功能是其他工具无法代替的，GB将多种空间数据和统计数据进行编辑、数据变换、建立拓扑关系等，对不同的空间对象进行点、线、面、注记4种不同的空间数据来表达，输出各种专题图、统计图，不仅节省大量的人力和财力，还使得获得的成果精度高。随着遥感与G1S技术在环境领域的不断融合，其应用必将为我国的环境科学领域做出巨大的贡献。