卫星遥感监测:为海洋环境保护发挥重大作用
如今,人类活动和经济快速发展导致水环境污染越来越严重,这不仅影响环境景观,也对居民的生活造成不利的影响。如何有效地监测和治理水体污染,保证水体水质,改善人类生存环境,已经成为当前国内学者研究的热门问题之一。
海洋遥感监测优势
卫星遥感技术是一项多尺度和全球性的技术,随着卫星遥感技术的迅猛发展,其在空间尺度、时间频次以及传感器类型等方面有了很高提升,为获取高频次、大范围、全尺度的遥感数据提供了理想的方式,其在海洋水质监测的准确性、灵敏度和时效性有着显著优势,是进行全球性、宏观性海洋环境监测的理想工具。此外,卫星遥感数据由于其高精度、多波段、图谱合一等特点被广泛应用于遥感水质监测,极大的提高了水质参数的估测精度。伴随着遥感技术的不断进步,水质监测已由定性描述转向定量分析,同时可监测的水质参数逐渐增加,反演精度不断提高,在海洋生态环境的保护、规划和可持续发展方面发挥了重大作用。

卫星遥感反演海洋水质流程 可概括为数据获取、特征提取与算法选择和反演水质三个步骤。 首先,我们从卫星上获取洋面的遥感信息,包括水体的温度、颜色、可见光等属性;然后,将获取的遥感信息进行处理,提取其中的特征,如水体中的各种有毒物质,有机碳等;最后,用特征所提取的信息进行反演,可以获得准确的海水水质状况。

△2024年1月厦门海域水体透明度反演
日前,中科西光航天团队针对厦门海域的海洋水质进行了监测及反演。由反演结果可得知, 2024年1月厦门海域的水色呈现明显的区域特征,深海域的整体水色质量优于近海域。
从2024年1月厦门海域水体透明度反演图层可以看出: 漳州市海域附近及安海湾海域附近的水体透明度整体偏低,同安湾、东嘴港周边区域的水体透明度偏高,呈现较好的趋势,稍次于深海区域;

△2024年1月厦门海域水色指数反演
从2024年1月厦门海域水色指数反演图层可以看出: 整体的区域效果与水体透明度的趋势保持一致,漳州市海域附近及安海湾海域附近的水色指数整体偏低,同安湾、东嘴港周边区域的水色偏高,呈现较好的趋势,也稍次于深海区域。

随着遥感技术不断发展,水质遥感监测技术作为一种非传统监测技术,监测大范围、快速实时地获取区域水质的时空分布并反映污染物主要来源。同时,水质遥感监测还可以预估污染物的流动趋势,满足大范围水域水质时空监测的要求,弥补传统水质监测方法的不足,这为我国水质监测以及水环境的遥感监测提供参考,为水生态环境保护提供了新思路和新方法,不仅节省了大量人力、物力和财力,同时也帮助了环境保护部门高效掌握和监管水生态环境的实时状况。

