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基于遥感技术的水污染监测研究

2020-02-20朔州职业技术学院山西省朔州市036000

石河子科技 2020年2期
关键词:纯净水藻类遥感技术

(朔州职业技术学院,山西省朔州市,036000)

水是万物的生命之源,人类社会中经济与科技的发展全都要在生存的基础上进行,只有水资源才能为地球提供源源不断的生命力与生产力。然而,从我国进入工业化时期开始,我国水资源便经受着严重的污染,工业企业为降低自身的经济成本,便将未经处理过的污水排放在了河道之内,这些被污染的水源以极快速度倾覆进了湖泊水及地下水之中,这使得在工业企业周边居住的民众深受其害。因此,我国必须对水质的监管与治理工作进行加强,以随时掌握工业企业周围的水质变化情况,制定出多种应对方案,促进环境的可持续发展[1]。

1 遥感技术在水质监测中的作用及优越性

水质监测方法在时代的前进之中不断被更新、改进,其充分体现了各时期人们对水资源质量的不同要求,原有的水质监测技术与遥感技术在监测流程上有一定的相似性,然而,却又有着本质性的不同,此监测技术也是就地选取水样作为参数标准,可这种监测技术在实际应用之时却极其复杂,水质监测人员若想将精准的水质监测数据准确的攫取到,就必须依托精准度极高的测量仪器及较为成熟的分析技术。水质的取样范围也受到了一定的限制,而这种水质测量方法需要耗费大量的人力、物力及财力,且最终所得的数据也与实际数值之间有着较大的偏差。此技术受气候条件及水文地质环境因素影响较大,而利用此种方式进行水质监测时,难以及时的掌握住水质变化的具体信息。

利用遥感技术进行水质监测具有极强的作用效果,此种测量方法可以及时、精准且持久的接收到工业企业周边的水质变化信息,并通过信息的反馈了解到水质的污染系数,并将污染物的种类进行合理的划分,分析出污染源及与污染物的迁移特性。由此可以看出,利用遥感技术进行水质监测可以维持水资源质量监测的持久性,也可以为环保部门制定的与水资源保护有关的法律法规提供参考依据[2]。

2 基于遥感技术的水质监测原理以及水质参数中的光谱特征分析

2.1 水质监测的工作原理

水质监测部门的相关人员进行水质监测的主要工作内容是对水体中的各种成分物质进行综合判定,而在监测水质时,应用遥感技术就是结合水体中光谱的特征去对阳光的吸收及反射情况进行分析,最终以准确的判定水体中污染物的污染程度及污染物的特性。这种水质监测的工作流程是:水体表面经过太阳光的照射,产生的光辐射被水体吸收、反射到遥感技术设备的传感器上,此时的传感器便接收到了三种特殊的辐射种类。第一种是太阳光的光源以大气层作为折射介质,将光线反折到传感之上;第二种是以水面作为辐射介质,将光线自水面反折到传感器上;第三种反射方式被称为离水反射,这种辐射方法是指水质中的物质组成信息从光亮的地方便可以直接反馈到传感器上。而在所有的污染物质中,最影响光线反射强度的污染物主要被划分为三种基本类型,最为明显的一种是为浮游藻类色素及含有黄颜色的悬浮物,利用遥感技术监测水质就是以水体中不同物质的折射率为依据去反馈出物质的组成成分,进而以将遥感的具体数值作为参考指标进行分析,以此来确定水体中物质所含数量。而由此就可以看出,水质的遥感监测数据与估计的参数有直接的关系[3]。

2.2 水质参数的光谱特征

自然界的水资源与纯净水的物质组成的差别较大,主要是由于纯净水的杂质物质相对而言较少,因此,纯净水在经过光照射时,可见水体中光波反射曲线曾现垂直线型,而水体中的曲线波纹也会随着红外线波段发生不断的变化,这种明显的直线特征,与纯净水中杂质较少有直接的联系。与纯净水中光谱有着极大的差别,自然界中的水体包含着大量的悬浮物质及杂质,但太阳光经过折射进入水体中时,那些杂质性的物质会吸收掉一部分的太阳光辐射。正因如此,在传感器上呈现的光谱特征就是红外线的波段变得歪七扭八,没有任何规律性可言,折射到传感器上的光波较弱,反射能力较差,其光谱曲线的形态呈现多种变化。

以湖泊中的水质为例,将遥感技术应用到水质监测之中,可以精确的将水体中的藻类及悬浮物质组成进行研究及分析,并依据其中数据绘制成光谱特征图,使得水质监测人员更为直观的对所在区域内的水质进行研究。悬浮在湖泊水面的藻类含有丰富的叶绿素a,相关研究人员以叶绿素a作为参数的指标,将水质的状况充分的反映出来,由于叶绿素a 在湖泊中的含量较高。因此,湖泊水体中的光谱曲线特征完全由藻体中的叶绿素a的光谱曲线来决定,主要原因是由于在藻类的叶绿素a 中含有两大极其明显的波段最大值。一般来说,水体反射出的蓝紫光波段值均为676 纳米左右,而当湖泊水体中的叶绿素a 的含量较多时,吸收的光线的最大峰值将会于这两个波段中有具体的呈现,传感器将利用其反应出的峰值去判断水体中藻类的数量,并以此去评判这些藻类对生态环境破坏的程度。

3 结语

由上文可知,将遥感技术应用于水质的监测工作之中,将会产生良好的效果,利用此种技术可以及时地监测出水体中所含污染物质的含量及种类,并针对水体中的污染程度制定出相关的应用策略,以使其达到有效综合治理的目的。然而从现阶段遥感技术的应用情况上看,利用遥感技术监测水质之时,仍会出现很多技术方面的问题,这些问题的存在使得监测出的水质结果与实际的水质情况有着严重偏差,而这就需要相关研究人员要具备强硬的创新精神,开拓出更具高阶型的遥感技术应用于领域,以提升遥感技术的应用效果,以更为精确的对水质进行监测。

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