3S技术在生态环境监测中的应用研究

王宇健

（山东省烟台生态环境监测中心，山东 烟台 264001）

1 引言

在过去很长一段时间内，由于城市建设及大力发展工业，造成了严重的环境污染问题，随着我国提出了可持续发展的战略，加大了生态环境治理与保护的力度，提出了打造环境友好型社会，推动生态文明发展的方针，为生态环境保护工作的开展奠定了良好基础。对生态环境进行全面、持续的监测可以为生态环境治理与保护工作的开展提供专业化的数据，提高生态环境治理与保护的针对性和有效性。在科学技术快速发展的当今社会，借助于3S技术显著提高了生态环境监测的力度，获取了更加全面和精准的生态环境监测信息，随着该领域技术研究与应用的不断深入，3S技术还将在生态环境监测及生态环境保护工作中发挥出更大的作用，为推动我国可持续发展战略的实施夯实基础。

2 3S技术的内涵及特点概述

3S技术是遥感监测技术（RS技术）、地理信息技术（GIS技术）及全球定位技术（GPS）的统称，3S技术作为尖端科技的结合，可以精准、全面的获取地理信息，并通过专业的数据分析技术对信息加以有效利用。目前，3S技术已经在农业、林业、环境保护等多个领域得到了广泛应用，其综合性较强，技术水平比较先进，借助于3S技术的研发与应用发挥出了不可替代的关键性作用。

2.1 RS技术

RS技术是一种先进的遥感监测技术，可以远距离对监测目标的反射进行感应，同时还能识别电磁波、光源等，在此技术上进行遥感监测及辨别。RS技术是基于遥感卫星以及高清拍摄技术，通过获取地层表面的地理信息，将这些信息通过高清拍摄设备回传至地面监测系统，通过对这些数据信息进行分析在相关领域加以应用。RS技术可以实现大范围的遥感监测，通过高清拍摄所获取的地理信息也可以实时上传至监测系统，这就确保了遥感监测的时效性；此外，RS技术还具有准确性高、稳定性强等特点，通过对拍摄的数据信息进行智能化的处理，所绘制的地形图也可以用于地质测绘、环境监测、工程测量等多个领域。

2.2 GIS技术

GIS技术即地理信息技术，GIS技术可以对地理空间范围内的数据信息进行全面准确地获取、分析和处理，通过数据分析及处理系统构建模型，技术人员可以根据地理信息的获取情况直接对数据模型进行修改和更新，GIS技术的应用对地理空间信息进行了全面的整合和处理，借助于强大的数据处理功能满足了生态环境监测的数据处理要求。

2.3 GPS技术

GPS即全球定位系统，是最初应用于美国军方的导航技术，是一种卓越的卫星定位及信息采集系统。GPS技术借助于用户、空间及地面控制的信息数据构建三维模型，利用卫星设备进行时间等基础信息的传输，在由地面接收系统对信息数据进行分析，从而对事物具体位置、性状等进行判定。在具体的应用范畴，通过将GPS定位系统安装在某个物体或设备之上，利用卫星接收安装GPS定位系统的位置数据，再将获取的位置数据进行传输。目前，GPS技术已经被广泛应用到了军事、工程、环境监测等多个领域，在侦查、勘测、追踪等多个方面发挥出了重要作用。GPS技术借助于强大的全球卫星定位系统显著提高了环境监测的精确性，其获得的监测数据误差更小，准确性更高；且GPS技术的操作简单，不需要耗费大量的人力和时间，并且在绘图方面也具有明显优势。

3 生态环境监测的内涵概述

生态环境监测是开展生态环境保护和治理工作的前提和必要条件，生态环境监测的覆盖范围较广，其中包括了河流、森林、农田、气候、海洋等多个领域。由于每一个生态系统都有其独有的特点，其中不但包括了环境因素及生物资源的变化，也包括了人类活动的轨迹，这就使得生态环境监测工作的专业性强、复杂程度高。目前，我国的生态环境监测工作覆盖范围较广，其中包含的监测类型也比较多，对于生态环境监测工作而言，可以从广义和狭义两个维度进行分析。

其一，广义的生态环境监测体系所监测的对象单位较大，广义的生态环境监测需要根据现有的自然环境作为基础，利用专业化的地理环境数据信息作为依据，借助RS技术和生态绘图技术创建地理信息体系，以此来满足生态环境监测工作的需求。

其二，狭义的生态环境监测体系所监测的对象单位较小，狭义的生态环境监测是通过设置大批量的生态环境监测基准站，通过应用多种生态环境监测的技术和方法，对构成生态体系的要素和信息进行筛选。此外，根据监测内容的不同，还可以将狭义的生态环境监测体系细分为影响性生态环境监测体系、污染性生态环境监测体系、整治性生态环境监测体系和环境品质现状测评生态环境监测体系。

4 生态环境监测的重要价值

4.1 对突发性的生态环境污染事件进行防控

在生态环境监测过程中会面临一些突发性的生态环境污染事件，此类事件具有突发性、散播速度快、影响范围大、防控难度高等特点，一旦发生突发性的环境污染事件，如果防控不力会严重危害生态环境，破坏生态环境保护的成果。而借助于生态环境监测，可以对获取的数据进行整理、分析和测算，对一些潜在的、突发性的环境污染事件进行有效的预测、及时的预警和快速的处理，从而避免环境污染问题的不断蔓延，减少突发性环境污染事件造成的危害，维护生态环境保护的成果。

4.2 提高生态环境保护工作的水平

生态环境保护与生态环境监测二者之间的关系密切、互相影响。生态环境监测可以通过对生态环境质量进行全面的监测获取完善的环境数据和信息，同时还可以对区域生态环境的变化和发展进行预测，从而为生态环境保护工作的开展提供依据，提高生态环境保护工作的效率和针对性。随着生态环境监测技术的不断发展，在生态环境保护中所应用的监测技术越加成熟和完善，而通过生态环境监测所获得的数据信息也更加全面、精准和可靠，这就可以为生态环境保护夯实基础，进一步提高我国生态环境保护工作的水平。

4.3 推动生态环境的协调发展

我国当前正处于城市化建设的关键时期，但在过去一段时间内，由于大力发展工业，也使得我国面临着十分严峻的生态环境污染问题。生态环境保护工作就是为了解决生态环境污染问题，实现可持续发展的战略目标。生态环境监测可以通过对区域环境的精准监测对生态环境质量进行评估，从而与生态环境保护互相配合，为生态环境的治理与改善提供依据，推动生态环境的协调发展。

5 3S技术在生态环境监测中的应用策略

5.1 在城市生态环境监测中的应用

在城市化建设当中造成了严重的环境污染问题，因此城市生态环境监测也是3S技术应用于生态环境监测领域的重点。具体而言，3S技术在城市生态环境监测中的应用包括以下方面：

第一，通过应用3S技术对城市生态环境的类型进行分类，一般而言按照城市环境类型可以细分为生产生活区域、生态建设区域等，在对城市环境进行分类时，可以借助于GIS技术对城市各个区域的功能及生态环境的现状进行数据分析和整合，以便于为城市生态环境监测提供依据。

第二，利用3S技术对城市的生态环境污染情况进行监测、调查和分析，例如在对城市垃圾污染进行监测时，可以利用RS技术对城市垃圾的分布情况进行监测，而后通过GIS技术对获取的数据信息进行处理，对各个区域的垃圾污染情况以及严重程度进行定性，以便于针对性地开展垃圾污染的治理工作。

第三，利用3S技术对城市的污染源进行监测和调查，根据城市污染物的分布情况进行污染源的定位，从而确定环境污染的治理方案，提高城市生态环境保护工作的效率。

5.2 在森林生态环境监测中的应用

森林资源是我国重要的自然资源，森林资源对于涵养水土、防风固沙、改善生态环境等都具有十分重要的价值，对森林生态环境进行监测也是我国生态环境监测及保护的重点。3S技术在森林生态环境监测中的应用包括以下方面：

第一，由于我国的森林资源分布比较广泛，林区的面积较大，对森林生态环境进行监测的难度较高，为了确保森林生态环境监测的全面性，应当利用3S技术建立森林资源管理系统，在森林资源管理系统中，可以通过对森林资源信息进行分类管理，提高森林生态环境监测的效率和质量。

第二，由于我国的森林资源分布较广，且森林生态环境的变化比较频繁，这就对于森林生态环境监测的时效性要求较高。通过3S技术可以确保森林生态环境监测的实时性。例如，当森林生态环境的监测点出现影响森林生态环境的因素时，通过GPS技术可以快速、精准地进行定位，利用RS遥感监测技术对定位的位置进行高清拍摄，通过将拍摄图像实时上传至监测系统，可以及时了解森林生态环境的变化情况，而后使用GIS技术进行科学的数据分析，为森林生态环境保护提供专业化的意见。

第三，利用3S技术对森林生态环境的风险进行防控，例如通过林区生态环境监测及时发现森林火灾风险，对火灾位置进行定位，掌握森林火灾的详细信息，便于制定救灾计划。

5.3 在空气水土质量监测中的应用

空气污染及水土流失问题也是我国生态环境治理的重点，空气水土的问题对于环境监测的细化程度要求较高，通过3S技术的应用可以解决空气水土质量监测中的技术难题。具体而言，3S技术在空气水土质量监测中的应用包括以下方面：

第一，在空气污染监测方面，通过3S技术可以在各个区域建立空气质量监测站点，通过3S技术可以将各个监测点进行连接，从而确保信息数据的共享，对区域的空气质量进行综合性的分析和判断。

第二，在水环境监测方面，利用RS技术可以对水环境的变化情况进行遥感监测，而后借助于GIS技术对水环境监测数据进行分析，根据区域水体的变化来判断水环境污染问题，采取相应的治理及保护措施。

第三，在土壤质量监测当中，通过3S技术可以全面获取土地资源的信息，了解不同区域的土壤土质，构建土地资源分布与质量模型，通过对模型进行数据更新对土地资源的流失以及土壤土质的变化进行评估。

5.4 在矿山生态环境监测中的应用

在过去一段时间内，由于对矿产资源的过度开采，对我国的矿山生态环境造成了极大的破坏，对矿产资源的掠夺也引发了相应的环境污染问题。因此在生态环境监测当中还应当对矿山生态环境进行有效监测。一方面，要借助于3S技术提高矿山生态环境监测的效率和质量，对矿产资源的开发进行监督与管控，针对矿山开发中出现的盲目开发、过度开采等问题进行治理；另一方面，要借助3S技术对当前我国矿山的破坏及污染情况进行勘测、调查和分析，利用RS技术获取完整图像，借助GIS技术进行数据分析，对造成矿山破坏的原因以及矿山的破坏情况进行分析，从而针对性的制定矿山保护的计划。

5.5 在草原生态环境监测中的应用

我国的草原资源分布广泛，在对草原生态环境进行监测时，借助于3S技术可以进行大范围的调查和监测，提高草原生态环境监测和保护工作的效率。首先，要对草原资源的分布进行调查和定位，而后结合草原生态环境采用分类监测的方式进行监测，而后借助于数据分析技术对草原生态环境进行分析，从而针对性的制定草原生态环境保护的方案。

6 结论

生态环境监测是开展生态环境治理与保护工作的前提和基础，生态环境监测可以为生态环境治理与保护提供具有价值的参考数据，提高生态环境治理与保护工作的质量和效率。通过将3S技术应用于生态环境监测当中，可以借助GIS、RS、GPS技术的优势提高生态环境监测的完整性与可靠性，获取全面的生态环境数据信息，通过专业的数据分析与处理为生态环境监测水平的提高提供技术支持。