高光谱遥感技术在水环境监测中的应用分析

孔伟威 孟晓琦 刘青川

摘要：随着科学技术的不断发展，环境污染问题越来越严重，尤其是水环境污染，如何有效的解决水环境污染问题成为当前急需解决的问题。本文提出使用高光谱遥感技术进行水环境监测工作，希望能改善当前水环境监测现状。本文通过对高光谱技术的概述进行分析，然后分别分析了高光谱遥感技术在环境监测领域中的运用，并对该技术在水环境监测中的应用研究进行分析，以供参考。

关键词：高光谱；遥感技术；水环境；应用

高光谱遥感技术在环境监测领域有着广泛的应用，尤其是在水环境监测中的应用，但是由于我国对高光谱遥感技术的研究和应用不够，在实际应用的过程中还是存在一定的问题，相比西方发达过程还有很大的差距，因此，本文着重分析了高光谱烟感技术在环境监测领域中的运用，并对水环境监测中的应用展开讨论，希望能对水环境监测工作的顺利开展有所帮助。

一、高光谱遥感技术

高光谱遥感是指通过光谱仪进行成像，将多个连续的光谱进行成像，转变为人们有兴趣的图像。一般来说，光谱有很多波段，其不同的波段成像也是不一样的，且其光谱的分辨率也不一样，这就需要更加先进的高光谱遥感技术来完成此操作。高光谱遥感技术使用独特的成像方式，可以将不同的光谱转化为自己需要的光图形，利用多种透镜以及其他元器件搭建出光路图，再经过多次调试和测试，即可完成光图形的转化。目前，成像光谱技术已经广泛的应用于多个行业当中，可以对地质进行勘察，还能对水质以及大气质量进行分析，另外，高光遥感技术也在农业、城市以及其他地方都有广泛的应用，但是高光谱影像处理的过程中还是存在一些问题，对影像的分类精度等级达不到要求，因此，我国需要加强对高光谱遥感技术的研究和应用，并提高高光谱影像分类精度的等级，进而提高此应用在我国各大行业中的应用。

二、高光谱遥感技术在环境监测领域的运用

通过遥感技术可以对环境的变化进行实时的监测，而加入高光谱的数据之后更加提高了遥感技术对环境监测的精确度，由此可见，在未来高光谱遥感技术在环境监测领域会有广阔的应用前景。在目前，高光谱遥感技术在环境监测领域已经有着较为广泛的应用，主要包括生态环境、大气、地质以及水环境等领域的应用。

高光谱遥感技术能够对大气的污染情况进行分析，并且对热污染进行分析和监测，通过高光谱遥感技术提供的数据进行分析，可以针对性的提出一些改善大气污染现状。此外，将人造卫星与高光谱遥感技术有机的结合，就可以在卫星影像上清楚的看到大气污染的区域以及污染的状况，进而可以针对性的进行污染控制，提高了大气污染控制的效率。在生态领域，高光谱遥感技术可以进行纳米级别的分辨率分析，对微生物进行细致的观察。而在地质领域，高光谱遥感技术也有着重要的作用，主要是可以对地质中的物质含量，包括岩石以及矿物质进行区别，利用不同物质对高光谱的反射率不同进行区分，进而实现对地质环境的状况勘察，在一定的程度上减少了工作人员的工作负担。

三、高光谱遥感技术在水环境监测中的应用

3.1水环境遥感监测原理

不同的物质对光谱的反射情况不同，而水环境遥感监测就是利用这一特点进行工作的。影响水环境的主要因素包括微生物、有机物、化学物质以及病原体等等，这些物质都在一定的程度上影响了水环境的质量，所以说在实际监测的过程中利用上述特点可以实现水环境的污染现状。例如，在水环境中的黄色物质以及藻类等物质会对波长为400-500nm的波长进行吸收，而叶绿素等物质会吸收波长为675nm的波，当设备接收到反射波之后发现少了部分波，就可以确定水环境中含有相应的物质。由此可见，水环境遥感监测就是利用不同物质对光谱的吸收情况不同，进而确定水环境中的物质，从而针对性的采取防御措施，对水环境进行保护。

3.2监测仪器

目前，在水环境高光谱遥感监测的过程中使用最为广泛的仪器为非成像光谱仪和成像光谱仪，这两种仪器有着各自的特点和优势，在实际应用的过程中需要根据实际情况确定哪种仪器，从而保证水环境监测工作的顺利进行。非成像光谱仪是通过物质的光谱反射率进行图形记录的，利用该仪器可以有效的实现对水环境中污染物质的监测。而成像光谱仪有着更加先进的技术，可以直接将图像和光谱合成物一个图，在这个图上即可观察到光谱的反射情况，并确定水环境中的污染物质。在实际应用的过程中，成像光谱仪有着诸多方法，主要有将光谱仪装载到航天飞机中，对水环境进行监测；利用小型飞机作为载体，将光谱仪搭载到小型飞机中，实现对水环境的监测；或者将成像光谱仪放置到地面上，直接对水环境进行监测。无论是哪一种使用方法，都有各自的特点和优势，在应用的过程总根据实际情况确定相应的使用方法，保证水环境监测工作的顺利进行。

3.3实际应用

在实际水环境监测的过程中，可以利用高光谱遥感技术进行光谱特性的收集，在收集的过程中需要注意下面几点：第一，根据水体反射回来的光谱进行计算和分析，从而确定水环境中的泥沙含量，并确定相应的最佳波段；第二，对水环境的深度进行测量；第三，通过对光谱数据进行分析和研究，确定水体的污染情况，并针对性的采取防御措施；第四，通过反射回来的光谱特性确定水体污染的类型，从而确定治理方式。总的来说，在高光谱遥感技术实际应用的过程中，需要综合多方面因素进行考虑，并保證所有监测环节的顺利进行，这样才能保证水环境监测的精确度，进而针对性的采取防御措施，为水环境的保护工作提供有利的保障。

四、结语

综上所述，随着我国科学技术的快速发展，对我国各大行业都有着很大的影响。在水环境监测中，高光谱遥感技术有着广泛的应用，但是由于我国对高光谱遥感技术不够熟悉，其功能和特点没有充分发挥，在一定的程度上阻碍了我国水环境监测工作的顺利开展，基于这一现状，本文分析了高光谱遥感技术在水环境监测过程中的应用，相信在未来高光谱遥感技术会在更多行业有着广泛的应用，并且充分保证水环境监测工作的顺利进行。

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作者简介：孔伟威，出生年月：1980.10，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：山东济宁市，当前职务：副科，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：环境监测