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环境科学中遥感与GIS技术的探讨论文

论文 时间:2019-04-17 我要投稿
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  随着我国环境问题不断突出,加强环境监测和保护工作就显得日益重要,环境科学这门学科也得到了快速的发展,很多先进监测技术被用于环境科学当中,并且其技术水平也在不断提升。本文主要对遥感技术和GIS系统在环境科学中的应用进行了分析,对其在环境科学中的应用作用进行了阐述,以期能够在这些技术辅助下尽快解决各种环境问题。

  环境科学中环境保护是其中重要的一项研究工作,遥感技术和GIS系统也在环境保护中得到了广泛应用,不论是采集信息数据、监测环境动态变化还是环境管理方面都发挥了相应的作用,并且地理信息系统的建立对于控制环境问题具有突出贡献。

  一、遥感技术在环境科学中的应用

  遥感技术是借助于传感器设备对地面电磁波信息进行探测收集,并对其进行数据处理来完成对资源和环境监测的一种综合技术,遥感技术在环境科学中的应用也是不断拓展,其应用的领域也是越来越多。

  (一)在水土保持研究中遥感技术的应用

  水土保持是环境保护和监测中的重点,遥感技术在其中的应用主要体现在两个方面上:一是在土壤侵蚀方面,通过建立三维模型能够对同一地区在不断时间段的目标变化进行观测,利用遥感技术能够对某一区域在一段时间内土壤侵蚀的变化和程度进行较为精确的计算,并可将数据整理成土壤侵蚀强度分布图和透视图等以供环境科学工作人员来进行查看和处理,对于水土流失较为严重的地区可以实现动态实时监测;二是在植被覆盖和分布方面,通过利用航空影响能够对地面植被等级和种类进行判断,航空影像的分辨率较高可以完成对局部区域内植被分布和覆盖较为精准的观测,同时结合卫星图像能够对较广区域内的植被分布和覆盖进行分类和信息采集。

  (二)城市环境监测规划中遥感技术的应用

  在城市环境规划和监测中遥感技术主要应用在两个方面上,一方面是对城市结构进行规划。利用遥感技术能够清楚对城市中的各种建筑结构类型进行区分和判断,从而对城市结构进行规划分类,优化城市结构规划。例如对城市中的道路、居民区进行观测时可以通过遥感影像中颜色和形状的不同来进行判断,像是道路多呈现为带状或是环状或线状,从影像上可以清楚对城市中的交通分布进行辨别。另一方面是对城市热污染的监测上。随着城市建设不断扩大,城市人口和交通流动的增多,使得城市形成了与周围农村和山林不同的独特气候,也就是常说的城市热效应,而这种效应在一定程度上也是一种热污染。而通过遥感技术能够对城市的红外热感分布数据进行收集,对城市不同区域的温度分布进行区分,从而实现对城市热污染的实时监测,从而有针对性地处理相应的热污染。

环境科学中遥感与GIS技术的探讨

  二、GIS技术在环境科学中的应用

  GIS全称为地理信息系统,是通过对空间数据进行收集处理和分析的一种信息系统,由于其对数据处理分析的表现非常出色,在环境科学和地理研究中都得到了广泛应用,尤其是在环境规划、监测和应急预警等方面。

  (一)GIS在环境规划中的应用

  在环境规划中应用GIS主要是通过将GIS系统中的空间分析技术和已经获取的数据结合起来进行应用,从而为环境规划提供更为精确的规划依据。环境规划不仅要靠规划专家的经验,而且还要依靠丰富的地理环境数据来作为支持。现代GIS系统在水污染控制、环境保护区规划和城市规划等领域中都起到了非常重要的作用,利用其基本的数据库来为决策者提供实时的环境空间信息,利用GIS的数据处理功能能够对各种基础数据进行转换处理,并可将数据通过可视化图表直接显示出来,为环境规划人员提供便利。同时与遥感技术联合还能够完成对城市热效应的全面监测和规划,更深入地分析城市热效应数据,建立相应的城市热效应规划模型,从而为城市未来规划提供模型支持。

  (二)GIS在环境监测中的应用

  在环境监测中GIS系统主要是通过与遥感技术、GPS技术等进行联合应用,利用遥感技术获取的相应数据信息来建立相应的监测模型,从而完成对某区域内环境的动态监测和分析。基于GIS和遥感技术建立起来的环境监测系统具有使用方便、人机交互友好、数据可视化强等优点,在现代环境监测中得到了广泛应用,能够完成对水域污染、固体废弃物分布和噪声等环境监测工作,尤其是在水质监测方面,依靠遥感技术等其他技术获取的水域地理信息数据建立相应的监测系统能够完成对当地水质的自动监测任务,其监测结构主要见图1。从图1中可以看出基于GIS系统的水质监测系统主要有三个大部分组成,分别是信息数据采集、信息数据传输和信息数据处理这三个部分,三个分工明确、职能清楚,从而能够较为快速地完成对水质的监测工作。

  (三)GIS在环境应急预警中的应用

  随着GIS系统的不断完善,其能够完成的监测任务也是越来越多,其中应急预警是GIS系统应用较为突出的一种,能够对某区域内重大环境污染事故进行应急预警,快速正确地对事故位置、属性进行判断,并可提供污染扩散的模拟过程,模拟污染在未来一段时间内的发展趋势,从而提供相应的应急处理方案,这样能够让环境控制人员在短时间内及时对环境污染事故进行紧急处理,将环境污染控制在一定范围之内。而现实中的诸多事实也证明了GIS系统在环境应急预警中的重要作用,其与遥感技术的联合应用也使得预警系统的效用不断增强。

  三、遥感技术和GIS技术的未来趋势

  随着科学技术的不断发展,遥感技术和GIS系统都在不断发展完善当中,遥感技术中对信息数据获取的精确度和数据可靠性在不断增强,而其信息处理模型的建立也是未来遥感技术发展的重点。而GIS系统借助于网络信息技术也在不断实现网络管理和网络实时分布等功能,同时GIS系统和遥感技术的一体化也将成为今后两种技术发展的目标,从现在很多应用中就可以窥见遥感技术与GIS系统之间的紧密联系,而之后遥感与GIS一体化也将不断增强测绘技术在环境科学中的应用作用,使得遥感技术和GIS系统在环境科学中的应用不再局限于浅层提供数据和分析数据,而是向着更深层次发展,并且随着GIS和遥感技术水平的不断提升,一体化的不断加深,两者在我国环境保护监测中发挥的作用也将越来越重要。

  结语:

  在环境科学中应用遥感技术和GIS系统主要是依靠遥感技术来获取相应的环境信息数据,然后用以获取的信息数据来建立相应的地理信息系统,运用GIS系统对数据进行处理和建模分析,这也是遥感技术和GIS系统在不断融合的过程,两者在环境科学中的联合应用,使得环境科学的各项工作效率得到大大提升,推动了我国环境科学领域的不断向前发展。

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