摘 要 近年来，经济快速发展的同时带来了一系列环境问题的出现，水污染就是缘于工、农业以及生活废水的肆意排放。为保护水资源，减小水资源的污染程度，就需要对水质进行定期监测，然后采取一定的治理对策。常见的水质监测办法是人工提取样本水质，然后对其进行成分提取和计算来得知水资源中的污染物质含量。该种监测方法操作工序复杂且监测数据精准度不高，所以在目前已经逐渐被遥感技术监测方法取代。基于遥感技术进行湖泊水的水质监测方法具有监测成本低、监测范围广、监测数据分析准确度高以及检测速度快等特点。
关键词 遥感技术；湖泊水质；监测
中图分类号 TP79 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）127-0158-01
湖泊水是地球表面水圈的重要组成部分，自我国工业化进程开始以来，只是片面的追求经济发展，导致人类居住区域内的湖泊水受到严重的污染，导致湖泊水体的功能退化，又由于湖泊水和地下水资源之间是相互循环的，所以也间接的造成附近地区地下水资源受到污染，严重威胁到人类正常生活用水。中国的湖泊水基本都是淡水，其湖泊总面积约占国土面积的1%，但是其中超过50%的湖泊已经被严重污染，对很多城市的工农业发展都造成了严重的影响，所以必须加强对湖泊水质的监测与治理，及时掌握湖泊水质的变化情况，这对及时做出保护对策，保护湖泊区域生态环境和水资源具有重要作用。
1 遥感技术在湖泊水水质监测中的作用以及优越性
传统的水质监测法虽然可以就地取得水体样本进行多参数的监测，但是要想获取高精准的监测数据，必须要借助于高精度的测量仪器和成熟的分析技术作为指导，除此之外，还需要在监测水体范围内进行多个方位的取水来进行水质采样，这种测量方法不仅需要大量的人力、物力、财力作为支撑，还会由于样本水体采取不合格导致整个测量结果偏离实际数值。最重要的缺陷就是该测量方法还受到气候条件以及水文变化因素的影响，所以这种测量方法难以做到及时监测以及长期跟踪。
基于遥感技术的湖泊水水质测量方法具有适时、及时以及持久等特点。该种测量方法的应用不仅可以及时接收大量的水质变化信息，而且可以通过水质中参数数值的研究得知水质的污染系数和污染物种类，此外还可以反映出一些常规方法很难反映出的污染源物质和污染物迁移特性。所以该种测量方法不仅可以对湖泊水质进行长期有效的监测，而且有利于相关环保部门制定相关的法律法规政策来保护湖泊水资源。
2 基于遥感技术的湖泊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
遥感技术进行水质监测主要是利用水体中的光谱特性对太阳光的吸收和反射情况来进行水体中物质成分的判定，从而判断水体的污染物质烈性和污染程度。在该项技术的应用中，太阳光照射到水体表面，经过水体的吸收和反射，最后该技术设备上的传感器上接收到三种不同的辐射类型。其一是太阳光经过大气的折射，一部分光线传送到传感器上；其二是太阳光照射到水面上，经水面的反射达到传感器；其三是太阳光进入到水体中的光线经水体中的某些物质的反射到达传感器上。第三种光线的反射被称之为离水辐射，其中的光亮程度就在一定程度上反映了水体中的物质组成信息。一般来说，湖泊水中能够对光线反射强度造成影响的物质有三类，分别是浮游藻类色素、悬浮物质以及黄色物质，遥感技术的主要工作原理就是根据水体中不同成分物质的反射率不同来进行水体物质成分组成的监测，然后再在通过对遥感检测值的分析，来得出水体中各种含量物质的数量比。所以，从这点来说，水质的遥感监测其实也就是参数估计的问题。
2.2 水质参数的光谱特征
自然水体中的光谱特征不同于纯净水体，一般的纯净水体其可见光波反射曲线很大程度上是接近线形的，并且还会伴随着红外线波段的增大而减小，其直线化的特征十分明显。自然水体中由于含有大量的悬浮物、杂质以及污染物体，所以对太阳光的吸收和反射程度不同，导致自然水体的光谱曲线形态
各异。
对湖泊水水质的检测中主要研究的是水体中藻类物质和悬浮物质的光谱特征。在藻类物质中，叶绿素a主要反映水质状况的参数，一般来说，叶绿素a的光谱曲线代表的就是水体的反射光谱特征，因为叶绿素a具有两个明显的可见光反射吸收最大值波段。通常情况下，在蓝紫光波段以及676nm数值附近，水中的藻类密度较大时，监测中的水体光谱曲线就会在这两个波段附近显示出最大光线吸收峰值，所以水体中叶绿素a的含量就直接决定了该范围内的波段指数，，这样，就可以直接反映出水体中藻类植物的含量，来判断是否已经对湖泊水中的生态系统造成了危害。
此外，水体中悬浮物物质的含量多少、类型、颗粒体积、水体的透明度以及遥感器装置的设置方位等都会对水体反射光谱曲线造成影响，其中水体中悬浮物质的类型、数量和体积是主要影响因素。通常情况下，在红外线及可见光的波段范围内，水体中的悬浮物含量越多，水体的反射率也就越大，悬浮物质的密度和颗粒越大，反射曲线的峰值也就越接近长波移动方向，一般来说，700nm～900nm范围内的反射对悬浮物的浓度变化最为敏感，也是遥感监测悬浮物的最佳波段。当悬浮物的体积越小，反射散射的系数也就越大，其反射率也越大。在可见光波段，如果水体的透明度比较高，水底的亮度较大，则对光谱的反射率影响也就越大。所以遥感水体水质监测技术需要在下一步工作中做好对遥感器设置角度等外部影响因素和悬浮物质颗粒大小等内部影响因素的细化方面进行把握，来做好对水体的遥感监测。
3 结论
综上所述，基于遥感技术的湖泊水水质监测方法相对于传统的水质监测方法具有很大的优势，对及时做到湖泊水水质的监测并及时采取措施进行治理方面起到了很大的促进作用。但是该项技术由于投入使用时间较短，其中还存在比较多技术层面上的问题，比如：常规传感器其分辨率较低，不能适用于所有湖泊水体；高光谱遥感器的数据处理分析功能不够先进，其研究技术还不成熟等。这些都在一定程度上限制了该项技术运用于水体监测领域中的普及。所以就需要我们不断加强对该项技术的创新研究，拓宽其使用领域，提高其使用效果，来做到对水体水质的精准监测，为保护我国的水资源发挥巨大作用。
参考文献
[1]李大成，吕锡武，纪荣平.受污染湖泊的生态修复[J].电力环境保护，2010（1）：47-49.
[2]张丽，张继贤，乔平林，等.流域水资源环境监测系统的设计与实现[J].测绘通报，2012（2）：50-53.
推荐访问： 遥感 湖泊 水质监测 研究 技术
