(朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西省朔州市,036000)
水是萬(wàn)物的生命之源,人類社會(huì)中經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展全都要在生存的基礎(chǔ)上進(jìn)行,只有水資源才能為地球提供源源不斷的生命力與生產(chǎn)力。然而,從我國(guó)進(jìn)入工業(yè)化時(shí)期開始,我國(guó)水資源便經(jīng)受著嚴(yán)重的污染,工業(yè)企業(yè)為降低自身的經(jīng)濟(jì)成本,便將未經(jīng)處理過(guò)的污水排放在了河道之內(nèi),這些被污染的水源以極快速度傾覆進(jìn)了湖泊水及地下水之中,這使得在工業(yè)企業(yè)周邊居住的民眾深受其害。因此,我國(guó)必須對(duì)水質(zhì)的監(jiān)管與治理工作進(jìn)行加強(qiáng),以隨時(shí)掌握工業(yè)企業(yè)周圍的水質(zhì)變化情況,制定出多種應(yīng)對(duì)方案,促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[1]。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法在時(shí)代的前進(jìn)之中不斷被更新、改進(jìn),其充分體現(xiàn)了各時(shí)期人們對(duì)水資源質(zhì)量的不同要求,原有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)與遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)流程上有一定的相似性,然而,卻又有著本質(zhì)性的不同,此監(jiān)測(cè)技術(shù)也是就地選取水樣作為參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),可這種監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用之時(shí)卻極其復(fù)雜,水質(zhì)監(jiān)測(cè)人員若想將精準(zhǔn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的攫取到,就必須依托精準(zhǔn)度極高的測(cè)量?jī)x器及較為成熟的分析技術(shù)。水質(zhì)的取樣范圍也受到了一定的限制,而這種水質(zhì)測(cè)量方法需要耗費(fèi)大量的人力、物力及財(cái)力,且最終所得的數(shù)據(jù)也與實(shí)際數(shù)值之間有著較大的偏差。此技術(shù)受氣候條件及水文地質(zhì)環(huán)境因素影響較大,而利用此種方式進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí),難以及時(shí)的掌握住水質(zhì)變化的具體信息。
利用遙感技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有極強(qiáng)的作用效果,此種測(cè)量方法可以及時(shí)、精準(zhǔn)且持久的接收到工業(yè)企業(yè)周邊的水質(zhì)變化信息,并通過(guò)信息的反饋了解到水質(zhì)的污染系數(shù),并將污染物的種類進(jìn)行合理的劃分,分析出污染源及與污染物的遷移特性。由此可以看出,利用遙感技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以維持水資源質(zhì)量監(jiān)測(cè)的持久性,也可以為環(huán)保部門制定的與水資源保護(hù)有關(guān)的法律法規(guī)提供參考依據(jù)[2]。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)部門的相關(guān)人員進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的主要工作內(nèi)容是對(duì)水體中的各種成分物質(zhì)進(jìn)行綜合判定,而在監(jiān)測(cè)水質(zhì)時(shí),應(yīng)用遙感技術(shù)就是結(jié)合水體中光譜的特征去對(duì)陽(yáng)光的吸收及反射情況進(jìn)行分析,最終以準(zhǔn)確的判定水體中污染物的污染程度及污染物的特性。這種水質(zhì)監(jiān)測(cè)的工作流程是:水體表面經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光的照射,產(chǎn)生的光輻射被水體吸收、反射到遙感技術(shù)設(shè)備的傳感器上,此時(shí)的傳感器便接收到了三種特殊的輻射種類。第一種是太陽(yáng)光的光源以大氣層作為折射介質(zhì),將光線反折到傳感之上;第二種是以水面作為輻射介質(zhì),將光線自水面反折到傳感器上;第三種反射方式被稱為離水反射,這種輻射方法是指水質(zhì)中的物質(zhì)組成信息從光亮的地方便可以直接反饋到傳感器上。而在所有的污染物質(zhì)中,最影響光線反射強(qiáng)度的污染物主要被劃分為三種基本類型,最為明顯的一種是為浮游藻類色素及含有黃顏色的懸浮物,利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)就是以水體中不同物質(zhì)的折射率為依據(jù)去反饋出物質(zhì)的組成成分,進(jìn)而以將遙感的具體數(shù)值作為參考指標(biāo)進(jìn)行分析,以此來(lái)確定水體中物質(zhì)所含數(shù)量。而由此就可以看出,水質(zhì)的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與估計(jì)的參數(shù)有直接的關(guān)系[3]。
自然界的水資源與純凈水的物質(zhì)組成的差別較大,主要是由于純凈水的雜質(zhì)物質(zhì)相對(duì)而言較少,因此,純凈水在經(jīng)過(guò)光照射時(shí),可見(jiàn)水體中光波反射曲線曾現(xiàn)垂直線型,而水體中的曲線波紋也會(huì)隨著紅外線波段發(fā)生不斷的變化,這種明顯的直線特征,與純凈水中雜質(zhì)較少有直接的聯(lián)系。與純凈水中光譜有著極大的差別,自然界中的水體包含著大量的懸浮物質(zhì)及雜質(zhì),但太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)折射進(jìn)入水體中時(shí),那些雜質(zhì)性的物質(zhì)會(huì)吸收掉一部分的太陽(yáng)光輻射。正因如此,在傳感器上呈現(xiàn)的光譜特征就是紅外線的波段變得歪七扭八,沒(méi)有任何規(guī)律性可言,折射到傳感器上的光波較弱,反射能力較差,其光譜曲線的形態(tài)呈現(xiàn)多種變化。
以湖泊中的水質(zhì)為例,將遙感技術(shù)應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測(cè)之中,可以精確的將水體中的藻類及懸浮物質(zhì)組成進(jìn)行研究及分析,并依據(jù)其中數(shù)據(jù)繪制成光譜特征圖,使得水質(zhì)監(jiān)測(cè)人員更為直觀的對(duì)所在區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行研究。懸浮在湖泊水面的藻類含有豐富的葉綠素a,相關(guān)研究人員以葉綠素a作為參數(shù)的指標(biāo),將水質(zhì)的狀況充分的反映出來(lái),由于葉綠素a 在湖泊中的含量較高。因此,湖泊水體中的光譜曲線特征完全由藻體中的葉綠素a的光譜曲線來(lái)決定,主要原因是由于在藻類的葉綠素a 中含有兩大極其明顯的波段最大值。一般來(lái)說(shuō),水體反射出的藍(lán)紫光波段值均為676 納米左右,而當(dāng)湖泊水體中的葉綠素a 的含量較多時(shí),吸收的光線的最大峰值將會(huì)于這兩個(gè)波段中有具體的呈現(xiàn),傳感器將利用其反應(yīng)出的峰值去判斷水體中藻類的數(shù)量,并以此去評(píng)判這些藻類對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞的程度。
由上文可知,將遙感技術(shù)應(yīng)用于水質(zhì)的監(jiān)測(cè)工作之中,將會(huì)產(chǎn)生良好的效果,利用此種技術(shù)可以及時(shí)地監(jiān)測(cè)出水體中所含污染物質(zhì)的含量及種類,并針對(duì)水體中的污染程度制定出相關(guān)的應(yīng)用策略,以使其達(dá)到有效綜合治理的目的。然而從現(xiàn)階段遙感技術(shù)的應(yīng)用情況上看,利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)之時(shí),仍會(huì)出現(xiàn)很多技術(shù)方面的問(wèn)題,這些問(wèn)題的存在使得監(jiān)測(cè)出的水質(zhì)結(jié)果與實(shí)際的水質(zhì)情況有著嚴(yán)重偏差,而這就需要相關(guān)研究人員要具備強(qiáng)硬的創(chuàng)新精神,開拓出更具高階型的遙感技術(shù)應(yīng)用于領(lǐng)域,以提升遙感技術(shù)的應(yīng)用效果,以更為精確的對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。