姜德鑫

（大連市生態(tài)環(huán)境事務服務中心莊河生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，遼寧 大連 116400）

當前階段，隨著我國城市化進程以及工業(yè)化進程的加快，必然給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重的污染。而隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，勢必要加大對生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測力度，以改變以往重發(fā)展而輕環(huán)保的局面。目前，伴隨我國信息化水平的提高，借助3S技術加強生態(tài)環(huán)境質量監(jiān)測已經成為當前的主要發(fā)展方向。而隨著3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中應用的持續(xù)深入，能夠幫助相關工作人員獲取更精準和全面的生態(tài)環(huán)境數據，這些數據能夠為其制定生態(tài)環(huán)境保護方案提供有力佐證。不僅如此，在未來發(fā)展過程中，隨著3S技術的逐漸完善和成熟，勢必在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮更大作用的同時，為推動我國實現可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。

1 3S技術的特點概述

3S技術是遙感技術（Remote Sensing，簡稱RS）、地理信息系統(tǒng)（Geography Information Systems 簡稱GIS）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning Systems，簡稱GPS）的統(tǒng)稱。3S技術作為一項尖端科技，通過結合空間技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位技術、導航技術、計算機技術、通信技術等，能夠對采集到的空間信息執(zhí)行采集、處理、管理、分析、表達、傳播、應用等操作[1]。由此可見，3S技術在數據處理的全面性、準確性、效率性方面，能夠提供充足保障。而將其應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，能夠取得突出的應用成效?；诖耍恼聦?S技術的內涵及技術特點予以闡釋。

首先，RS技術是一種通過從外層空間接收各類地物，并對這些電磁波進行掃描、分析、傳輸，進而形成對地物遠程監(jiān)測的一項現代技術。此外，RS技術不僅能夠監(jiān)測實體，而且還能有效識別電磁波、光源等，從而保障了監(jiān)測范圍的全面性。同時，由于RS技術所覆蓋的范圍包括整個地表，因此其監(jiān)測范圍巨大。且通過高清拍攝的相關地理信息，能夠實時上傳至監(jiān)測系統(tǒng)中，從而確保了信息的實效性。其次，GIS技術是一種分析和管理地理信息的軟件，依托該技術，不僅能夠通過分層、分級的方式管理地理信息，還可以對地理信息進行自由組合，以實現對信息資源的整合、重組。此外，GIS技術還具備數據輸入、數據預處理、數據編輯、數據存儲、數據查詢、數據檢索、數據分析、數據輸出等一系列功能，能夠幫助工作人員處理和地理有關的任何信息。因此，GIS技術較常運用于土地資源管理、區(qū)域規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃、災情預警等內容中。最后，GPS技術是一種先進的定位技術，主要通過用戶、空間、地面三者間的定位傳輸，從而確定事物的具體位置。在具體的使用中，主要將GPS系統(tǒng)安裝于設備上，然后借助衛(wèi)星將設備的位置準確傳輸。當前，GPS技術由于操作簡單，準確性高、定位誤差小等優(yōu)點，已經廣泛應用于軍事、工程建設、搶險救災、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等多個領域。綜上所述，3S技術中的每一項都各有特點，將其進行有效結合，能夠在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中做出突出貢獻。

2 3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用

目前，由于我國經濟高速發(fā)展，城市人口增加，人們的環(huán)境保護意識逐漸加強。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測作為維持和保護生態(tài)環(huán)境的一項基本工作，傳統(tǒng)的生態(tài)監(jiān)測已經無法滿足當前的監(jiān)測需求，為了提高監(jiān)測質量和效率，需要依托3S技術進行。同時，將3S技術應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，也將成為該行業(yè)未來的主要發(fā)展方向。

2.1 城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

目前，由于我國城市化進程的加快，建設過程中存在較為嚴重的城市污染問題，致使城市居民生活質量急轉直下。因此，將3S技術應用于城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，能夠有效改善城市污染問題。首先，借助3S技術能夠為不同城市生態(tài)環(huán)境形成分類，大致可區(qū)分為生產生活區(qū)、生態(tài)建設區(qū)等。通過精確分類，能夠幫助地方環(huán)保部門針對不同區(qū)域，制定相應的生態(tài)環(huán)境保障舉措[2]。而要想讓保障舉措的提出有據可依，可以借助GIS技術對不同城市的區(qū)域情況進行地理信息數據收集，從而為保障舉措的提出提供數據支撐。其次，可以利用3S技術有效處理城市垃圾污染情況。在使用中，工作人員可以先通過RS技術探明城市垃圾分布情況，然后利用GIS技術對垃圾分布點數據進行收集，然后基于不同地區(qū)垃圾分布情況實行有效管理，以達到減少城市垃圾的目的。最后，由于我國部分城市缺乏相應的技術，未能及時找到垃圾污染源，導致城市生態(tài)環(huán)境惡化。而通過3S技術，能夠直接對垃圾污染源展開實時定位，為清理垃圾并制定后續(xù)的維護方案奠定基礎。

2.2 森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

在我國，森林資源是一項非常重要的自然資源，尤其是在北方以及降水稀少地區(qū)，森林資源能夠發(fā)揮涵養(yǎng)水土、防風固沙、美化生態(tài)等重要作用。將3S技術應用于森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，主要包括以下幾個方面。首先，由于我國森林資源分布過于廣泛，在應用3S技術之前，對于森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的開展較為艱難。而在應用3S技術后，可以依托技術搭建森林資源管理系統(tǒng)，以形成對我國森林資源的統(tǒng)一管理。其次，不同地區(qū)的森林資源擁有不同的生態(tài)體系和生態(tài)變化，因此需要保障森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的時效性。借助GPS技術對森林資源所處環(huán)境進行精準定位，然后利用RS技術對定位地區(qū)進行拍攝后，上傳至森林資源管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，主要通過GIS技術對拍攝信息形成數據分析，從而得出專業(yè)性的結論，有助于森林生態(tài)環(huán)境保護[3]。最后，借助3S技術能夠為森林資源防護提供預警。例如，當森林出現火災風險時，能夠在第一時間對森林火災地點提供定位服務，便于工作人員快速制定火災風險預警方案，為后續(xù)救助工作的展開提供助力。

2.3 空氣和水土質量監(jiān)測

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，空氣以及水土質量的監(jiān)測是保障生態(tài)環(huán)境正常發(fā)展的重點。以往，由于空氣和水土質量監(jiān)測受到技術限制的影響，其監(jiān)測成效始終有所欠缺。但通過應用3S技術，能夠有效解決技術桎梏。首先，在空氣污染監(jiān)測層面，借助3S技術能夠直接在不同地區(qū)建立空氣監(jiān)測站點。其中，每個站點之間的數據能夠實現傳輸和共享，方便工作人員采集、整理、分析不同地區(qū)的空氣污染情況，并制定針對性的空氣污染治理方案。其次，在水環(huán)境監(jiān)測層面，可以利用RS技術對水環(huán)境進行遙感監(jiān)測，然后通過GIS技術對監(jiān)測到的數據進行分析。此時，可以根據不同地區(qū)的水質情況，提出專業(yè)化的解決對策。最后，在土壤質量監(jiān)測層面，能夠借助3S技術了解不同地區(qū)的土壤質地、土壤特征等信息，從而搭建起土地資源分布和質量模型。借助該模型，能夠對土壤質量展開評估，以確定土壤質量的優(yōu)劣情況。除此之外，由于我國部分地區(qū)水土流失嚴重，土壤質量變化速度較快，而借助3S技術能夠實時對土壤變化情況進行記錄，并將記錄結果上傳至土地資源管理中心，工作人員即可重新對土壤資源展開評估，同時制定相應的應對方案。

2.4 生態(tài)災害監(jiān)測

眾所周知，由于對生態(tài)環(huán)境保護力度的不足，導致生態(tài)災害頻發(fā)。而借助3S技術，能夠對生態(tài)災害進行監(jiān)測，以形成有效的信息化預警機制。一方面，在草原生態(tài)環(huán)境中的監(jiān)測。在草原生態(tài)環(huán)境中，所需監(jiān)測的主體內容較多，因此要基于3S技術搭建草原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測數據庫，并將涉及草原生態(tài)環(huán)境的各主體錄入至數據庫中，保障草原生態(tài)環(huán)境主體的全面性。另外，在地面定位以及航天遙感監(jiān)測中有效使用3S技術，不僅可以確保草原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的可靠性、安全性，還能推動草原生態(tài)評價工作得到有效落實，促進草原生態(tài)環(huán)境監(jiān)測逐步朝智能化、信息化方向前進[4]。而在基本落實草原生態(tài)監(jiān)測工作后，能夠有效監(jiān)控草原上的各類自然災害，并對災害展開提前預防工作。另一方面，在礦山生態(tài)環(huán)境中的監(jiān)測。在礦山生態(tài)環(huán)境管理中，普遍存在管理水平較弱、生產水平較低等問題。因此，在礦山生態(tài)環(huán)境中引入3S技術，能夠通過先進的技術對礦山生態(tài)資源形成統(tǒng)一管理，從而實現對礦山生態(tài)的全方位監(jiān)控。不僅如此，借助3S技術，還能依據礦山的實際情況，協(xié)調好地方的生態(tài)環(huán)境關系，進而更好地推進礦山開發(fā)，保護地方生態(tài)環(huán)境。

2.5 農業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測

在農業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中應用3S技術，其主要應用方向包括土地生產潛能評價、土地適宜性評價、土地持續(xù)利用評價、土壤侵蝕、土地沙化、土地次生鹽漬化等。在監(jiān)測環(huán)節(jié)中，首先可以借助GPS技術對所需監(jiān)測的土地展開提前定位，然后借助GIS技術對該土地不同時期的生態(tài)環(huán)境情況展開對比，從而發(fā)現農業(yè)耕地的變化情況等。另外，借助RS的遙感拍攝技術，能夠全天候開啟遠程監(jiān)測，方便相關人員治理好農業(yè)生態(tài)環(huán)境，為發(fā)展農業(yè)做出突出貢獻[5]。除此之外，在農業(yè)生態(tài)環(huán)境保護中，為了解決農業(yè)耕地的退化情況，可以基于3S技術建立農業(yè)耕地退化定量評價模型，并搭配相應的分析方法。通過這種方式，能夠以3S技術為基礎，分析農業(yè)耕地退化的具體原因，并制定農業(yè)生態(tài)環(huán)境響應，從土地利用的角度出發(fā)，提出相關解決農業(yè)耕地退化的具體方案與舉措。

2.6 固體廢棄物監(jiān)測

在生態(tài)環(huán)境保護中，固體廢棄物是一項巨大的污染來源?！吨袊腆w廢棄物污染產生、處置情況及2021年發(fā)展展望分析》中的數據顯示，2020年我國重點城市及模范城市的一般工業(yè)固體廢棄物產生量為72 544萬噸，占主要城市生產總量的52.57%。由此可見，固體廢棄物對于生態(tài)環(huán)境破壞的嚴重程度。為了有效防治固體廢棄物對生態(tài)環(huán)境的破壞，需要憑借3S技術加強對固體廢棄物的監(jiān)測，并制定相應的解決方案。借助RS技術能夠直接分辨固體廢棄物的分布位置、堆放情況、堆放面積、堆放數量等情況，然后由RS技術將相關數據傳輸至控制中心以及環(huán)保部門。依托GPS技術，控制中心和環(huán)保部門能夠快速出動響應人員前往固體廢棄物堆放地點并處理固體廢棄物。不僅如此，環(huán)保部門借助GIS技術能夠搭建固體廢棄物處置模型，從而實現快速處理的目的，進而提高處置固體廢棄物的效率，有效保護生態(tài)環(huán)境。

2.7 動態(tài)環(huán)境監(jiān)測

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測過程中，由于受到多重因素影響，導致生態(tài)環(huán)境監(jiān)測所產生的數據流十分龐大，加劇了對動態(tài)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的難度。而借助3S技術，能夠提高對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的動態(tài)收集，同時還能直接對所收集的數據信息展開處理，幫助相關人員掌握生態(tài)環(huán)境數據。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，自然保護區(qū)、飲用水源保護區(qū)等生態(tài)環(huán)境始終是環(huán)保部門監(jiān)測的重點。但是，由于絕大多數生態(tài)環(huán)境都位于交通不便、人煙稀少的地區(qū)，導致生態(tài)環(huán)境監(jiān)測難以落實。而借助3S技術，能夠直接遠程對生態(tài)環(huán)境予以監(jiān)測，并依托RS技術采集生態(tài)環(huán)境區(qū)域情況，了解其動態(tài)資訊，為環(huán)保部門保護生態(tài)環(huán)境提供數據支撐[6]。另外，各種生態(tài)環(huán)境的動態(tài)演化是自然因素和人類活動共同作用導致的，因此可以依托3S技術觀測人類活動對生態(tài)環(huán)境區(qū)域的影響，此舉也將為生態(tài)環(huán)境保護執(zhí)法提供有效依據。

3 3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中應用的保障舉措

3.1 落實區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作

為了提升3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中的應用成效，需要相關部門與人員提前落實區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作。在應用3S技術之前，應該對區(qū)域生態(tài)環(huán)境中諸如水質、大氣、土壤、噪聲等綜合數據進行整合，然后借助GIS技術對整合后的數據進行分析，才能確保區(qū)域生態(tài)環(huán)境情況評價的準確性。例如在福建省湖坑鎮(zhèn)便借助了GIS技術對小鎮(zhèn)整體生態(tài)情況展開測繪，并提前構建了生態(tài)環(huán)境數據庫，為后續(xù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供了基礎。不僅如此，在我國的長三角和珠三角地區(qū)，同樣可以借助這種方法構建城市和湖泊生態(tài)。

3.2 科學監(jiān)測當地水資源

工作人員在利用3S技術監(jiān)測當地水資源情況時，可以提前將當地的水量、水質等特點進行提前標注，以確保不同數值記錄時的準確性。與此同時，借助3S技術，能夠用直觀的方式對諸如排污口、污染源的分布情況進行呈現，從而為工作人員獲取不同地區(qū)不同水質條件提供保障?？梢?，在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，水資源的監(jiān)測至關重要。借助3S技術，能夠提高水資源監(jiān)測的質量，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測結果輸出的準確性奠定基礎。

3.3 加強對生態(tài)災害的監(jiān)控預測力度

3S技術在生態(tài)災害監(jiān)測中的應用，需要特別注意的是要將多樣化的災害情況作為監(jiān)測的主要對象。例如對于森林荒漠化、農田病蟲害等情況，可以借助3S技術對不同類型的生態(tài)災害加以區(qū)分，并對其形成系統(tǒng)性梳理，最終確保不同生態(tài)災害得到不同的保護方案。此外，借助3S技術中RS技術的實時監(jiān)測功能，還能有效避免災害地區(qū)出現土地鹽堿化、荒漠化、水土流失等情況。因此，在災害監(jiān)測過程中，需要加強對3S技術的應用力度。

3.4 確保城市生態(tài)監(jiān)測的合理性

在城市生態(tài)監(jiān)測方面，3S技術需要依托其中的GIS技術搭建GIS系統(tǒng)平臺，然后基于RS技術獲取與城市生態(tài)相關的監(jiān)測信息，方便找出城市生態(tài)的污染來源。同時，借助3S技術中的多光譜攝影監(jiān)測技術，還能夠對相關城市區(qū)域中的熱污染強度進行有效監(jiān)測，然后借助定量和圖像分析法，為城市相關部門提供污染預警服務。因此，確保城市生態(tài)監(jiān)測的合理性，能夠增進3S技術的應用成效。

4 結語

綜上所述，3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中具備充足的發(fā)展前景，能夠在城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、空氣和水土質量監(jiān)測、生態(tài)災害監(jiān)測、農業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、固體廢棄物監(jiān)測、動態(tài)環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)揮應有作用。還可以通過落實區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作、科學監(jiān)測當地水資源、加強對生態(tài)災害的監(jiān)控預警力度、確保城市生態(tài)監(jiān)測合理性等保障舉措，確保3S技術在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中得到有效應用與落實，進而為推動國民經濟建設發(fā)展提供充足動力。