生態(tài)環(huán)境對人類的生存和發(fā)展至關重要，然而在人類開發(fā)和改造自然環(huán)境的過程中，常會由于存在忽略或考慮不周到的環(huán)節(jié)，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。因此，監(jiān)測人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，推論環(huán)境變化的趨勢，指出環(huán)境問題，并依此來指導生態(tài)環(huán)境治理工作、推動和改善生態(tài)環(huán)境，是遙感監(jiān)測的重要任務。高光譜遙感技術是光學遙感下的一個重要分支，是一種新興的遙感監(jiān)測技術。它集合了精密光學設計、自動控制、微弱信號檢測、數(shù)據(jù)遙傳與信息處理、地理信息提取等技術，通過大量窄且連續(xù)的光譜通道，對地物持續(xù)遙感成像，從而收集所要觀測的信息。

1高光譜遙感在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測上的應用

通過高光譜遙感，我們能夠同時獲取觀測目標的圖像和光譜，實現(xiàn)目標空間特征與光譜特征的同步探測。其光譜分辨率高達納米（nm）數(shù)量級，能夠更為精確地區(qū)分不同地物之間的細微差別。高光譜遙感相較于常規(guī)遙感技術，有著顯著優(yōu)勢，其目前在植被覆蓋率及生長狀況、土壤有機質分析、土壤酸堿度檢測、水體分布及河流、湖泊的水質監(jiān)測等領域均有著廣泛的應用。

1.1高光譜遙感在植被與農(nóng)田生態(tài)監(jiān)測上的應用

通過分析高光譜數(shù)據(jù)特征譜線，能夠準確評估植被和農(nóng)田的生態(tài)情況。比如：（1）檢測植物的脅迫效應；（2）測量植物葉綠素含量；（3）確定植被覆蓋率；（4）提取氮和木質素等生物化學變量；（5）檢測作物或土壤的水分變化；（6）感應葉片色素濃度的變化；（7）監(jiān)測農(nóng)作物的生物物理特性和估算產(chǎn)量特征等此外，植被的光譜特性在很大程度上取決于其生物理化特性，如葉面積指數(shù)（lad）、生物體的含水量、色素（如葉綠素）含量等。在對植被的生化指數(shù)評估方面，高光譜方法優(yōu)勢明顯

1.2高光譜遙感在沙漠生態(tài)監(jiān)測上的應用

荒漠化指通過自然因素或人為活動影響，造成的土壤沙化，其目前已成為世界性環(huán)境難題。我國國土中有27%屬于荒漠化土地，解決荒漠化問題不僅能夠保護我們的綠水青山，更能夠帶動環(huán)境經(jīng)濟發(fā)展。

結合沙化地區(qū)土壤的實際情況，提出一種基于高光譜遙感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)預處理方法，建立了具有較好適用性的地物光譜重建模型。

1.3高光譜遙感在鹽堿地生態(tài)監(jiān)測上的應用

土壤鹽堿化，是當今世界范圍內土地退化的主要形式之一，與此同時，鹽堿地也是重要的潛在土地資源。對鹽堿地的治理修復和對緩解土地資源緊張具有一定的價值，因此對土壤鹽分的檢測和評估對鹽堿地治理至關重要。

鹽堿地中常見重金屬元素的特征波段以及與重金屬元素相關的土壤組分，利用高光譜遙感技術并采用經(jīng)典模型的方式定量反演測量土壤重金屬含量。

對銀川市北部鹽堿地進行高光譜測量分析，通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)了對土壤鹽分含量的定量反演。

1.4高光譜遙感在礦山環(huán)境生態(tài)監(jiān)測上的應用

我國是礦產(chǎn)資源生產(chǎn)和消費大國，礦產(chǎn)資源產(chǎn)量及消費量均居世界第一。但是，礦產(chǎn)資源的開采必然會對礦山周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞，進而引發(fā)一系列環(huán)境問題。我們可以通過高光譜遙感來實現(xiàn)對礦山環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測，從而指導礦山環(huán)境治理工作。

2總結和展望

隨著高光譜遙感技術在環(huán)境監(jiān)測和評價中的研究不斷深入，高光譜遙感已經(jīng)成為實現(xiàn)環(huán)境評價的重要手段之一。人們通過研究植被覆蓋率、植被生長狀況、土壤有機質分析、土壤酸堿度檢測、水體分布、河流與湖泊的水質監(jiān)測以及環(huán)境生物量分析和生物分布等方面，實現(xiàn)了對沙漠、礦山、鹽堿地、植被與農(nóng)田等生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測。這些研究進展為高光譜遙感技術未來在環(huán)境的定量評價與自動監(jiān)測方面的研究提供依據(jù)。展望未來高光譜遙感在環(huán)境評價方面的發(fā)展趨勢為：

2.1從短期調查轉變到長期監(jiān)測。

對環(huán)境的長期、持續(xù)性的監(jiān)測能夠呈現(xiàn)出調查地區(qū)更為連續(xù)的、更為詳細的環(huán)境演變過程，是進一步研究和分析所調查地區(qū)環(huán)境演變趨勢的重要資料，進而為環(huán)境修復措施的效果以及有效性的評價提供依據(jù)。

2.2小型化和輕量化。

近年來，無人機技術發(fā)展迅猛，通過無人機懸掛高光譜相機來實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測，對小塊區(qū)域進行無人機遙感不失為一種理想方案。無人機其優(yōu)點在于成本低、操作簡便，可快速獲得遙感數(shù)據(jù)，因而具有很大潛力。

2.3航天高光譜遙感。

世界各國發(fā)射了一系列搭載著高光譜儀的小衛(wèi)星，用于實現(xiàn)大氣、海洋以及陸地的監(jiān)測。航天遙感的優(yōu)勢在于其能夠快速獲取大范圍區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，為大范圍內環(huán)境情況的調查研究工作提供數(shù)據(jù)支撐；此外，對于那些自然條件極其惡劣或人類難以到達的地區(qū)，航天高光譜遙感其不受地面條件限制的優(yōu)勢可為人們提供這類地區(qū)的環(huán)境遙感數(shù)據(jù)。

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審核編輯 黃昊宇