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環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：X83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)峻，并受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。而環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)和治理的重要手段，對(duì)環(huán)境保護(hù)和治理具有重要意義，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)人員必須不斷的提高和創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，以及時(shí)反映出環(huán)境污染情況，為環(huán)境保護(hù)和質(zhì)量提供重要依據(jù)。隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展及其具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并為環(huán)境保護(hù)和治理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，使得環(huán)境污染得到有效的控制。

2.遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1技術(shù)類型

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是利用物體電磁波輻射或者反射效應(yīng)，并物體未直接與電磁波接觸，只是對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離目測(cè)和辨識(shí)。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)根據(jù)不同的波段可分為：熱紅外線遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)、能反射且見(jiàn)光紅外線遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)及微波遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2.2適用范圍

隨著遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，主要有:地質(zhì)水文、海洋及氣象等監(jiān)測(cè)；農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)及漁業(yè)等監(jiān)測(cè)；城鄉(xiāng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)、資源勘察、土地利用等監(jiān)測(cè)。而目前，遙感技術(shù)在水環(huán)境和大氣環(huán)境及固態(tài)污染物等監(jiān)測(cè)中也得到很大的應(yīng)用，水環(huán)境監(jiān)測(cè)包括水溫、葉綠素、水色及泥沙量等，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)包括大氣溫度、相對(duì)濕度、有害氣體等[1]。

2.3技術(shù)特征

（1）應(yīng)用范圍廣。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的信息采集范圍較為廣泛，小至10km高度的遙感飛機(jī)，大至1000km高度的遙感衛(wèi)星，信息采集范圍十分的廣泛，能對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。（2）限制性較小。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在信息采集過(guò)程中存在的限制條件相對(duì)較少，不會(huì)受到高山或者大海的影響，能夠靈活的對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并對(duì)收集信息進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。（3）檢測(cè)速率高。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)集信息采集、信息傳遞、信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)整理劑數(shù)據(jù)分析等功能于一體，簡(jiǎn)化操作工序，提高了檢測(cè)的速率。（4）采集樣式較多。在實(shí)際信息采集過(guò)程中，由于采集對(duì)象的不同，使用儀器的不同及波段的不同，其采集樣式也不同。

3.遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)的運(yùn)用

3.1遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在大氣環(huán)境中的運(yùn)用

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)可以對(duì)大氣環(huán)境的溫度、相對(duì)濕度、有害氣體、臭氧層等進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。其利用遙感技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)遙感影像來(lái)分析大氣環(huán)境主要污染源、分布規(guī)律及擴(kuò)散情況，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行適實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以為大氣環(huán)境治理提供重要的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)制定合理的治理方案，意思降低大氣環(huán)境污染的危害性，為人們提供一個(gè)良好的大氣環(huán)境[2]。

3.2遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在土地利用中的運(yùn)用

由于土地利用變化對(duì)水環(huán)境、大氣環(huán)境、生物多樣性、土壤性質(zhì)及氣候狀況等均具有直接影響，促進(jìn)環(huán)境污染的發(fā)生，對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展造成很大破壞，因此必須加強(qiáng)對(duì)土地利用的監(jiān)測(cè)。通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)土地利用情況進(jìn)行定期或者不定期的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有：監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)區(qū)域、監(jiān)測(cè)面積及土地利用前后變化情況等，為土地合理利用提供重要依據(jù)。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)并未與監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行直接的接觸，是通過(guò)遠(yuǎn)距離的勘測(cè)，對(duì)土地利用情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)土地細(xì)微變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，為土地合理規(guī)劃和利用作為明確的導(dǎo)向[3]。

3.3遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在固態(tài)廢物污染中的運(yùn)用

固態(tài)廢物污染是我國(guó)環(huán)境治理和保護(hù)的重要內(nèi)容之一，主要包括生活垃圾、建筑垃圾、工業(yè)垃圾及混合性垃圾等，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此必須對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)人員可以通過(guò)光譜數(shù)據(jù)信息來(lái)明確固態(tài)廢物的位置、范圍、分布等情況，并利用 全球定位儀 GPS 進(jìn)行空間定位，同時(shí)利用地理信息系統(tǒng)GIS來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比和分析，明確固態(tài)廢物變化情況，制定合理的治理措施，改善其堆放場(chǎng)地，減少固態(tài)廢物對(duì)環(huán)境的污染[4]。

3.4遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在水環(huán)境中的運(yùn)用

在利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)水環(huán)境時(shí)，主要是通過(guò)清潔水及污染水形成的反射光譜來(lái)完成的。一般情況下，由于清潔水反射率比較低，對(duì)光吸收性卻較強(qiáng)，從遙感影像上觀察時(shí)，清潔水顯示的是暗紅色的，其在紅外譜監(jiān)測(cè)下更加明顯。因此，在監(jiān)測(cè)水環(huán)境時(shí)，可以水體顏色、水體光譜特點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)依據(jù)。由于遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍較為廣泛，可以對(duì)在水環(huán)境中監(jiān)測(cè)到污染物的分布位置、排放源頭、污染范圍及污染程度等，對(duì)污染源進(jìn)行有效的控制。水環(huán)境污染源有很多，從遙感監(jiān)測(cè)角度來(lái)看，可分為廢水污染、石油污染及熱污染等。(1)廢水污染。廢水污染源主要包括生活廢水、工業(yè)廢水、化工廢水等，其含有大量懸浮物質(zhì)，顏色與凈水顏色相差很大，在監(jiān)測(cè)曲線上的波動(dòng)現(xiàn)象較大，因此可采取多光譜圖像來(lái)監(jiān)測(cè)，或者依據(jù)廢水溫度與凈水溫度存在的差異，采取熱紅外線來(lái)監(jiān)測(cè)，對(duì)廢水污染來(lái)源、污染情況等進(jìn)行有效的分析，為廢水污染治理提供重要依據(jù)。（2）石油污染。石油污染主要是石油在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，對(duì)港口、海洋等水環(huán)境造成嚴(yán)重污染，是水環(huán)境污染的重要治理對(duì)象。通過(guò)對(duì)石油污染進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，可以明確石油污染區(qū)域、污染來(lái)源及石油含量，為石油污染治理提供重要依據(jù)。由于石油和海水光譜特性存在很大的差異，因此可以利用光譜段來(lái)對(duì)石油污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和治理。（3）熱污染。通過(guò)紅外裝置可對(duì)水體存在的熱污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要是因?yàn)樗w受到熱污染時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)現(xiàn)象，這時(shí)紅外裝置就能依據(jù)水體產(chǎn)生的熱效應(yīng)差異來(lái)對(duì)熱污染情況和主要來(lái)源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取相應(yīng)的水體等溫線，對(duì)水體熱污染量進(jìn)行確定[5]。

環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用前景

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)與常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，具有監(jiān)測(cè)范圍廣、檢測(cè)速率高、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的廣泛應(yīng)用，為環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境治理提供重要的依據(jù)。隨著研究人員對(duì)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷研究和探索，光譜率高、分辨率高、多極化高等三高遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)成為現(xiàn)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)。再者，隨著遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)和3s技術(shù)（全球定位儀、專家系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)）的有效結(jié)合，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)功能和監(jiān)測(cè)速率得到很大的提高，為環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境保護(hù)提供重要的技術(shù)支持。

結(jié)語(yǔ)

隨著遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展及其具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在水環(huán)境、大氣環(huán)境、固態(tài)廢物污染及土地利用等監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，可以明確污染范圍、污染來(lái)源及污染分布規(guī)律等數(shù)據(jù)信息，為環(huán)境污染治理提供重要的依據(jù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，需要監(jiān)測(cè)人員對(duì)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，提高其監(jiān)測(cè)能力，以發(fā)揮其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的重要作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周晨.環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].環(huán)境科技,2011,9(S1):89-90.

[2]楊婉平.探討環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].民營(yíng)科技,2011,12(06):67-68.

[3]王煒.環(huán)境監(jiān)測(cè)中遙感技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011,23(22):54-55.

環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：環(huán)境；污染；遙感技術(shù)

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重，突發(fā)性環(huán)境污染事故也時(shí)有發(fā)生。環(huán)境監(jiān)測(cè)作為環(huán)境管理和污染控制的主要手段之一，正發(fā)揮著不可替代的作用。遙感技術(shù)是獲取環(huán)境信息的有力手段，是實(shí)現(xiàn)這一目的的極有效的技術(shù)。運(yùn)用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境狀況，正確評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量，尋求改善生態(tài)環(huán)境的途徑和措施，具有重要的意義。

1遙感技術(shù)概述

1.1基本概念

遙感技術(shù)是從衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息，判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)。它是60年代在航空攝影和判讀的基礎(chǔ)上隨航天技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸形成的綜合性感測(cè)技術(shù)。任何物體都有不同的電磁波反射或輻射特征。航空航天遙感就是利用安裝在飛行器上的遙感器感測(cè)地物目標(biāo)的電磁輻射特征，并將特征記錄下來(lái)，供識(shí)別和判斷。

1.2特點(diǎn)

遙感技術(shù)具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低、質(zhì)量高，便于進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，還能發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法往往難以揭示的污染源及其擴(kuò)散的狀態(tài)，因此遙感技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于監(jiān)測(cè)水污染、大氣污染等方面.其最重要的作用是不需要采樣而直接可以進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量，快速進(jìn)行污染源的定點(diǎn)定位、污染范圍的核定、大氣生態(tài)效應(yīng)、污染物在水體、大氣中的分布、擴(kuò)散等變化，從而獲得全面的綜合信息。

2環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

遙感技術(shù)是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，遠(yuǎn)距離不直接接觸物體而識(shí)別、測(cè)量并分析目標(biāo)物性質(zhì)的技術(shù)，根據(jù)所利用的波段，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為可見(jiàn)光、反射紅外遙感技術(shù)、熱紅外遙感技術(shù)、微波遙感技術(shù)三種類型.當(dāng)前，遙感的應(yīng)用已深入到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、地理、地質(zhì)、海洋、水文、氣象、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地球資源勘探、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地管理和軍事偵察等諸多領(lǐng)域。

3環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1水環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)

對(duì)水體的遙感監(jiān)測(cè)是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎(chǔ)的，可以采用以水體光譜特性和水色為指標(biāo)的遙感技術(shù)。遙感監(jiān)測(cè)視野開(kāi)闊，對(duì)大范圍內(nèi)發(fā)生的水體擴(kuò)散過(guò)程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴(kuò)散方向、影響范圍及與清潔水混合稀釋的特點(diǎn).從而查明污染物的來(lái)龍去脈。

3.1.1泥沙污染及水體渾濁度分析

水體中泥沙含量增加使水反射率提高.隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加，水體反射量逐漸增加，反射峰亦隨之向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，即紅移.又由于水體在0.93～1.13μm附近對(duì)紅外線吸收多，不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段.定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應(yīng)在0.65～0.85μm之間。

3.1.2城市污水監(jiān)測(cè)

城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有大量有機(jī)物，它們分解時(shí)耗去大量氧氣，使污水發(fā)黑發(fā)臭，當(dāng)有機(jī)物嚴(yán)重污染時(shí)呈漆黑色，使水體的反射率顯著降低，在黑白像片上呈灰黑或黑調(diào)的條帶.使用紅外傳感器，能根據(jù)水中含有的染料、氫氧化合物、酸類等物質(zhì)的紅外輻射光譜弄清楚水污染的狀況.水體污染狀況在彩紅外像片上有很好的顯示，不僅可以直接觀察到污染物運(yùn)移的情況，而且憑借水中泥沙懸浮物和浮游植物作為判讀指示物，可追蹤出污染源。

3.1.3廢水污染和水體熱污染調(diào)查

廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬(wàn)別，特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有的根據(jù)溫度的差異也可用熱紅外方法測(cè)定.熱污染使用紅外傳感器，能根據(jù)熱效應(yīng)的差異有效地探測(cè)出熱污染排放源，熱紅外掃描圖像主要反映目標(biāo)的信息，無(wú)論白天、黑夜，在熱紅外像片上排熱水口的位置、排放熱水的分布范圍和擴(kuò)散狀態(tài)都十分明顯，水溫的差異在像片上也能識(shí)別出來(lái).利用光學(xué)技術(shù)或計(jì)算機(jī)對(duì)熱圖像作密度分割，根據(jù)少量同步實(shí)測(cè)水溫，可正確地繪出水體的等溫線.因此熱紅外圖像能基本上反映熱污染區(qū)溫度的特征，達(dá)到定量解譯的目的。

3.2大氣污染遙感監(jiān)測(cè)

大氣遙感是利用遙感器監(jiān)測(cè)大氣結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及變化。對(duì)于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜，可以通過(guò)測(cè)量大氣的吸收及輻射的光譜而從其結(jié)果中推算出來(lái)。

3.2.1有害氣體的監(jiān)測(cè)

人為或自然條件下產(chǎn)生的SO2、氟化物等對(duì)生物肌體有毒害的氣體，通常采用間接解譯標(biāo)志進(jìn)行.植被受污染后對(duì)紅外線的反射能力下降，其顏色、紋理及動(dòng)態(tài)標(biāo)志都不同于正常的植被，如在彩紅外圖象上顏色發(fā)暗、樹(shù)木郁閉度下降、植被個(gè)體物候異常等，利用這些特點(diǎn)就可以間接分析污染情況.對(duì)于地面污染，例如農(nóng)田遭受污染之后，作物的生長(zhǎng)將起特殊變化，地下水的污染也會(huì)引起地面植被的變化，與正常生長(zhǎng)區(qū)的作物有不同的光譜表現(xiàn).多光譜成像儀能監(jiān)測(cè)這些變化，從而圈定地面污染分布范圍，進(jìn)一步對(duì)地面污染預(yù)防規(guī)劃。

3.2.2臭氧層監(jiān)測(cè)由于臭氧對(duì)0.3μm以下紫外區(qū)的電磁波吸收嚴(yán)重，因此可以用紫外波段來(lái)測(cè)定臭氧層臭氧含量的變化.在2.74μm處有個(gè)吸收帶，可以用頻率為11083MHz的地面微波或用望遠(yuǎn)鏡來(lái)測(cè)定臭氧在大氣中的垂直分布.又由于大氣中臭氧含量高則溫度高，又可以用紅外波段來(lái)探測(cè)。

4發(fā)展趨勢(shì)

遙感影像獲取技術(shù)方面，隨著高性能新型傳感器的研制開(kāi)發(fā)水平的提高以及環(huán)境資源遙感對(duì)高精度遙感數(shù)據(jù)要求的提高，高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感影像獲取技術(shù)的總發(fā)展趨勢(shì)。雷達(dá)遙感技術(shù)具有全天候全天時(shí)影像的獲取能力以及對(duì)一些地物的穿透能力，將得到更廣泛的應(yīng)用。以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的綜合對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)必將是當(dāng)前及今后遙感技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。

遙感信息模型的發(fā)展方面，遙感信息機(jī)理模型的發(fā)展和拓寬，特別是不確定性遙感信息模型與人工智能決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與綜合應(yīng)用也將是一個(gè)重要研究和應(yīng)用方向。將環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（Geographic Information System，GPS）、專家系統(tǒng)（Expert System，ES）技術(shù)集成，利用環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)，可以大大提高環(huán)境監(jiān)測(cè)的科學(xué)性，合理性及智能化程度，從而大擴(kuò)展環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用范圍，開(kāi)發(fā)集GPS、RS、GIS、ES于一體、適合環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的綜合多功能型的遙感信息技術(shù)，也將是今后環(huán)境遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

5結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)依托我國(guó)的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)和對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃，同時(shí)充分利用國(guó)際上資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)，開(kāi)展廣泛的國(guó)際合作和交流，大力發(fā)展我國(guó)的環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，并充分利用現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)和常規(guī)監(jiān)測(cè)方法，采用遙感技術(shù)與地面監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，建立我國(guó)的環(huán)境污染遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]李曉雪.基于遙感技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（04）

環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；遙感技術(shù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：X87

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）8016602

1引言

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)環(huán)保監(jiān)測(cè)方面一直存在“門難進(jìn)、臉難看、證據(jù)難找”的情況。即使環(huán)保部門勒令環(huán)境污染較為嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行整改，但很多企業(yè)忽視環(huán)保，仍然違規(guī)生產(chǎn)、頂風(fēng)作案。部分企業(yè)甚至不配合環(huán)保局人員調(diào)查，拒絕甚至對(duì)環(huán)保檢查人員進(jìn)行攻擊。選擇新型的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)以應(yīng)對(duì)當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì)，顯得非常迫切。

無(wú)人機(jī)具有快速機(jī)動(dòng)、預(yù)警響應(yīng)能力快的特點(diǎn)，可以通過(guò)車載或者地面方式從多種地域直接發(fā)射，快速到達(dá)工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域.對(duì)污染發(fā)生位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)側(cè)，通過(guò)滑行和傘降的方式進(jìn)行回收取證。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)快速而且準(zhǔn)確地獲取遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)了其在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的快速發(fā)展。

2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

2.1無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)介

無(wú)人機(jī)（UnmannedAerialVehicle，縮寫UAV）是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。根據(jù)其系統(tǒng)組成和飛行特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)可分為滑跑滑翔型、彈射起飛滑橇降落型、手拋傘降型、旋翼直升機(jī)四大類型，其特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域見(jiàn)表1。

2.2無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)（Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing ）

以先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行器為平臺(tái)，負(fù)載數(shù)字遙感設(shè)備（數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝錄機(jī)等）進(jìn)行拍攝和記錄，通過(guò)遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行影像的同步傳輸，以實(shí)現(xiàn)對(duì)采集對(duì)象信息的實(shí)時(shí)調(diào)查與監(jiān)測(cè)，且可以完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)和通訊技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)相互結(jié)合組成的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)，具有自動(dòng)化、智能化、專題化，可以快速獲取國(guó)土、資源、環(huán)境等的空間遙感信息（圖1）。

2.3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.3.1作業(yè)安全、效果直接。

無(wú)人機(jī)監(jiān)督執(zhí)法不受空間與地形條件等各方面的干擾，可以比常規(guī)的監(jiān)管執(zhí)法手段更為獨(dú)立，直接取得第一手的真實(shí)情況。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)具備面積覆蓋、垂直或傾斜均能成像的技術(shù)能力，尤其是搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)回傳的視頻信號(hào)，在視頻終端清晰成像，現(xiàn)場(chǎng)情況辨識(shí)度可以精確到0.1m，能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)指揮工作提供實(shí)時(shí)的幫助。同以往的環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查相比，無(wú)死角，更直接安全。

2.3.2目的明確、操作簡(jiǎn)單

無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)智能化和自動(dòng)化水平均比較高。可以通過(guò)在系統(tǒng)中事先設(shè)置飛行路線來(lái)達(dá)到無(wú)人駕駛，并且在飛行中通過(guò)不斷的微細(xì)校對(duì)和調(diào)整來(lái)達(dá)到對(duì)目標(biāo)的精確測(cè)量?，F(xiàn)在的無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)可以通過(guò)視頻系統(tǒng)后手柄來(lái)完成操作。

2.3.3使用成本低

目前無(wú)人機(jī)最多能加載5kg油，一次飛行任務(wù)可以到達(dá)100多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，能夠在空中持續(xù)飛行16h以上。無(wú)人機(jī)體形小，耗費(fèi)低，系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)便，具有監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、區(qū)城廣、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。

3環(huán)境監(jiān)測(cè)

3.1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

由于內(nèi)陸水體具有污染類型多樣、環(huán)境復(fù)雜且水域面積相對(duì)小的特點(diǎn)，要求數(shù)據(jù)精度非常高，目前無(wú)人機(jī)還達(dá)不到要求，因此在內(nèi)陸水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究相對(duì)較少。目前水環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是借助系統(tǒng)搭載的多光譜成像儀生成多光譜圖像，從宏觀上觀測(cè)水質(zhì)狀況，提供諸如水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化、水華、水體透明度、懸浮物排污口污染狀況等信息的專題圖，直觀全面地監(jiān)測(cè)地表水環(huán)境質(zhì)量狀況，從而達(dá)到對(duì)水質(zhì)特征污染物監(jiān)視性監(jiān)測(cè)的目的。國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)第一次應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域是在遼寧省，采用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)對(duì)遼河流域進(jìn)行的遼河治理現(xiàn)狀航拍和遙感監(jiān)測(cè)進(jìn)展順利，可以得到分辨率為0.1 m的實(shí)景圖像數(shù)據(jù)，對(duì)這些圖像進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，可以及時(shí)掌握遼河治理重點(diǎn)區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化情況。

3.2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在大氣環(huán)境環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面可監(jiān)測(cè)的指標(biāo)主要包括臭氧、粒子濃度、溫度、濕度、NO2和壓力等?？裳杆俨槊鳝h(huán)境現(xiàn)狀具有視域廣、及時(shí)連續(xù)的特點(diǎn)。無(wú)人機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)大氣環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可搭載采樣器，在空中采集大氣樣品后送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)分析。

3.3無(wú)人機(jī)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

目前，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)方式表現(xiàn)為利用數(shù)碼相機(jī)或光譜類設(shè)備（如紅外攝影機(jī)、紅外掃描儀、微波輻射計(jì)等）獲取遙感影像，通過(guò)地面控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拼接與處理，提取宏觀環(huán)境監(jiān)測(cè)或大范圍監(jiān)測(cè)指標(biāo)。應(yīng)用領(lǐng)域體現(xiàn)在森林資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境等方面。

3.4在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

一旦突發(fā)環(huán)境污染事件發(fā)生后，在情況危險(xiǎn)、交通不利等不利因素下，相關(guān)應(yīng)急處理人員無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，而無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)可快速趕到污染事故所在空域，系統(tǒng)搭載的影像平臺(tái)可實(shí)時(shí)傳遞影像信息，立體的查看事故現(xiàn)場(chǎng)、污染物排放情況和周圍環(huán)境敏感點(diǎn)分布情況，監(jiān)控事故進(jìn)展，為環(huán)境保護(hù)決策提供準(zhǔn)確信息。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的使用，不僅保障了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全，同時(shí)也大幅度的降低了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境應(yīng)急工作人員的工作難度。如發(fā)生在2010年的大連新港30萬(wàn)t級(jí)油輪輸油管線爆炸事件，當(dāng)時(shí)原油入海造成約50 km2海域受到污染，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法控制。環(huán)保部在第一時(shí)間調(diào)配無(wú)人機(jī)攜帶遙感系統(tǒng)趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了“天―空―地”同步監(jiān)測(cè)。無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)在惡劣條件下多次成功完成低空飛行監(jiān)測(cè)作業(yè)，提供的海面油污發(fā)展監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)反映溢油發(fā)生發(fā)展情況，為當(dāng)時(shí)的環(huán)境應(yīng)急管理提供了重要技術(shù)支持。

5結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)作為一項(xiàng)極具潛力的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有實(shí)時(shí)傳輸影像、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、系統(tǒng)保養(yǎng)維修簡(jiǎn)便、實(shí)用成本低、覆蓋區(qū)域廣、使用用途多、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，正在快速發(fā)展。目前我國(guó)正在建設(shè)“天-空-地”一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，并且已經(jīng)在自然地質(zhì)災(zāi)害、大氣、內(nèi)陸水體、海洋、生態(tài)預(yù)警等多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得了一些研究成果。相信隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮日益重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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⑾椋林維昌.多功能環(huán)境監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技視界，2016（12）：55～56.

[2]謝濤，劉銳，胡秋紅，等.基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科技，2013（4）：55～60，64.

環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)范文第4篇

由于水中懸浮物微?；蛘吒∮紊锪Ｗ拥挠绊懀涞剿w中的太陽(yáng)光會(huì)被一定程度地吸收和散射。任何地物包括水體都具有光譜反射特征，遙感就是通過(guò)水體在光譜影像上的差異來(lái)判定水體污染的變化。胡舉波等研究發(fā)現(xiàn)，隨著懸浮物質(zhì)數(shù)量的增加，光譜衰減系數(shù)不斷增大，最容易透過(guò)的波段從0．50μm附近向紅色區(qū)移動(dòng)。隨著渾濁水泥沙濃度的增大和懸浮沙粒徑的增大，入射光被散射的深度變淺，水的反射率逐漸增高，其峰值逐漸從藍(lán)光移向綠光甚至向黃色變化。Gitelson等研究證明，500～600nm波段適合用來(lái)監(jiān)測(cè)水體的懸浮物，700～900nm波段的反射率對(duì)懸浮物質(zhì)的濃度變化最敏感，也是遙感用來(lái)估算水體懸浮物質(zhì)濃度的最佳波段。通過(guò)遙感拍攝水體的圖像，觀察圖像上波峰出現(xiàn)的位置區(qū)域，就能夠清楚地了解水體渾濁度的變化。

1.1城市污水的監(jiān)測(cè)

城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有大量有機(jī)物，使水質(zhì)惡化。衛(wèi)星遙感技術(shù)通過(guò)水體在光譜影像上的差異來(lái)判定水體污染的變化，不僅能夠?qū)崟r(shí)觀察污染物的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，還可以根據(jù)水中的懸浮物作為判定指示物來(lái)追蹤污染源。韓陽(yáng)等針對(duì)不同濃度的3個(gè)生活污水樣本，采用二向反射光度計(jì)的方法，測(cè)定了不同樣本在2π空間的多角度偏振反射光譜數(shù)據(jù)，建立了探測(cè)方位角、光線入射角、探測(cè)天頂角、偏振角、波段等因素與所測(cè)水體的偏振數(shù)據(jù)的關(guān)系。黃妙芬等利用2006年4月6～7日在甘肅省慶陽(yáng)市境內(nèi)環(huán)江、柔遠(yuǎn)和馬蓮河實(shí)測(cè)的水體波譜數(shù)據(jù)，以及化學(xué)需氧量COD測(cè)定數(shù)據(jù)，采用Fisher判別方法，建立了基于地面實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)和適用于該研究區(qū)的水環(huán)境COD遙感識(shí)別模式。水環(huán)境COD污染遙感模式的建立為從遙感影像上快速、大面積獲取COD信息提供了一種技術(shù)手段。ChuqunChen等利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估珠江水質(zhì)，結(jié)合綜合污染（CPI）法，測(cè)得水體COD和養(yǎng)分的含量，定量分析了珠江口水污染的狀況。鞏彩蘭等提出了利用多光譜、高光譜遙感技術(shù)對(duì)水環(huán)境情況進(jìn)行大面積、多時(shí)相、低成本監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的新方法，并通過(guò)水樣采集、光譜測(cè)量、模型建立、圖像處理、水質(zhì)反演和系統(tǒng)演示等實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃浦江和淀山湖的水環(huán)境情況的宏觀監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，并驗(yàn)證了該方法的有效性。通過(guò)監(jiān)測(cè)水體的反射光譜數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)測(cè)水體的波譜數(shù)據(jù)建立相關(guān)關(guān)系和模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體全方位快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)。

1.2水體熱污染的監(jiān)測(cè)

廢水中懸浮物千差萬(wàn)別，導(dǎo)致特征曲線反射峰的位置和強(qiáng)度也不一樣。一般采用多光譜合成圖像來(lái)監(jiān)測(cè)廢水污染，也可以根據(jù)溫度的差異選擇熱紅外的方法進(jìn)行調(diào)查、監(jiān)測(cè)。由于熱紅外傳感器對(duì)熱源比較敏感，能夠準(zhǔn)確、有效地探測(cè)出熱污染排放源。吳傳慶等利用多時(shí)相的TM熱紅外數(shù)據(jù)對(duì)大亞灣核電站周圍的水溫場(chǎng)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)信息的提取分析，有效地對(duì)核電站周圍的環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。石登榮等利用多時(shí)相航空熱紅外掃描，獲取水體熱輻射場(chǎng)變化資料，結(jié)合數(shù)學(xué)模擬，研究上海地區(qū)感潮水體熱污染的時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)變化，建立了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)方程，數(shù)學(xué)擬合的誤差平均在±2．7％左右。說(shuō)明，利用航空熱紅外掃描結(jié)合數(shù)學(xué)模式，可以較好地反映水體熱污染的動(dòng)態(tài)變化。采用熱紅外遙感技術(shù)對(duì)水溫變化進(jìn)行時(shí)空監(jiān)測(cè)，根據(jù)影像上的熱輻射信息，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別熱污染的分布，較好地完成對(duì)熱污染的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。

1.3水體富營(yíng)養(yǎng)化的監(jiān)測(cè)

水體富營(yíng)養(yǎng)化是水體接納的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素超過(guò)了自身的最大負(fù)荷量，造成水體中浮游植物大量繁殖，這是水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的顯著標(biāo)志。遙感技術(shù)根據(jù)浮游植物中的葉綠素與可見(jiàn)和近紅外光之間具有特殊的陡坡效應(yīng)，即葉綠素含量高的地方反射率的峰值也大的現(xiàn)象來(lái)監(jiān)測(cè)富營(yíng)養(yǎng)化的分布范圍，然后，從彩色紅外圖像上的顏色變化來(lái)監(jiān)測(cè)富營(yíng)養(yǎng)化的污染程度。宋瑜等結(jié)合高光譜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了基于MODIS數(shù)據(jù)對(duì)太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化識(shí)別的模型，實(shí)現(xiàn)了水富營(yíng)養(yǎng)化遙感信息的有效提取。XiaoqinXue等采用水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)（TSI）對(duì)西安渭河水體富營(yíng)養(yǎng)化的研究證明，使用TM遙感數(shù)據(jù)對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和評(píng)估是可行的。吳傳慶等研究證明，從葉綠素a和懸浮物濃度反饋角度的遙感評(píng)價(jià)方法，可行性強(qiáng)，能夠充分運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)源很好地完成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的評(píng)價(jià)工作。遙感技術(shù)能夠多角度對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化提供了有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段。

1.4石油污染的監(jiān)測(cè)

海上或港口的石油污染是一種常見(jiàn)的水體污染，也是污染數(shù)量多、范圍廣、危害深的一種污染。遙感技術(shù)利用油和水對(duì)太陽(yáng)輻射的反射不同，在遙感影像上表現(xiàn)為同物異譜和同譜異物現(xiàn)象來(lái)監(jiān)測(cè)水體是否有油層覆蓋。張永寧等在可見(jiàn)光波段對(duì)不同厚度煤油、輕柴油、油和重柴油的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，油膜反射率的大小與油膜的厚度有關(guān)。趙冬至等總結(jié)了油膜在可見(jiàn)光近紅外波段的地物光譜特征，為識(shí)別油膜的厚度提供了參考。Palmer等利用小型的機(jī)載成像光譜儀分析了發(fā)生在英國(guó)設(shè)得蘭（Shetlands）的溢油事故，證明440～900nm是油膜提取的最有效波段。ShiL等搜集了中國(guó)東海西部2002—2005年石油泄漏的（SAR）圖像，分析了不同類型的石油泄漏量晝夜性變化和季節(jié)性變化的規(guī)律，為控制和治理大面積的石油污染提供了科學(xué)的指導(dǎo)。不同厚度的油膜對(duì)太陽(yáng)光的反射不同，通過(guò)對(duì)水面影像上反射率的變化監(jiān)測(cè)水體的油污染以及油層的覆蓋厚度，從遙感影像上觀察石油泄漏的時(shí)空分布特點(diǎn)和擴(kuò)散規(guī)律實(shí)現(xiàn)對(duì)石油污染的快速準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。

2遙感技術(shù)在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

大氣遙感是利用遙感傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)大氣結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及變化，不需要直接接觸目標(biāo)而進(jìn)行區(qū)域性的跟蹤測(cè)量，能夠快速地進(jìn)行污染源的定點(diǎn)定位，從而獲得全面的綜合信息。由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量氣體成分具有各自分子所固有的輻射和吸收光譜，通過(guò)選擇合適的波段來(lái)測(cè)量大氣的散射、吸收及輻射的光譜，然后，從其結(jié)果中推算出污染氣體的成分。白亮通過(guò)對(duì)幾種主要大氣污染物定量反演方法的分析，論述了定量遙感技術(shù)在福建省大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。楊嵐簡(jiǎn)述了大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的基本原理，著重闡述被動(dòng)式空基遙感和主動(dòng)式空基遙感在大氣環(huán)境中的應(yīng)用。

2.1大氣氣溶膠的監(jiān)測(cè)

氣溶膠是指懸浮在大氣中的各種液態(tài)或固態(tài)微粒，通常所指的煙、霧、塵等都是氣溶膠。在遙感圖像中工廠排放的煙霧、大規(guī)模的沙塵暴、火山噴發(fā)產(chǎn)生的煙柱、森林失火導(dǎo)致的濃煙都有清晰的影像。氣溶膠光學(xué)厚度則是氣溶膠粒子各個(gè)特性參量的綜合反映，氣溶膠光學(xué)厚度能夠反映大氣污染渾濁的程度，利用氣溶膠光學(xué)厚度反應(yīng)氣溶膠的變化，方法種類多，內(nèi)容也各不相同。程立剛等介紹了應(yīng)用于大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的多種方法，并著重闡述了被動(dòng)式空基遙感和主動(dòng)式地基遙感在大氣環(huán)境遙感中的應(yīng)用以及探測(cè)氣溶膠的衛(wèi)星傳感器的發(fā)展歷程和特點(diǎn)。王耀庭等針對(duì)大氣氣溶膠性質(zhì)及其衛(wèi)星遙感反演的研究發(fā)現(xiàn)，氣溶膠光學(xué)厚度對(duì)低地表反射率比較敏感，而與太陽(yáng)光的相互作用主要表現(xiàn)為吸收。孫娟等證明，MODIS的氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）資料與能見(jiàn)度之間具有較好的相關(guān)性，利用MODIS產(chǎn)品來(lái)反演能見(jiàn)度是可行的。此外，毛節(jié)泰等對(duì)MODIS衛(wèi)星遙感氣溶膠的方法與地面多波段太陽(yáng)光度計(jì)的觀測(cè)法進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者有較好的相關(guān)性。MODIS衛(wèi)星遙感能夠精確地識(shí)別每一地區(qū)氣溶膠細(xì)微的變化，利用MODIS產(chǎn)品來(lái)監(jiān)測(cè)氣溶膠的變化，為大氣污染監(jiān)測(cè)提供了非常有效的手段。

2.2有害氣體的監(jiān)測(cè)

有害氣體通常指人為或自然條件下產(chǎn)生的二氧化硫、氟化物、乙烯、煙霧等對(duì)生物有機(jī)體有害的氣體。遙感監(jiān)測(cè)有害氣體主要有2種方法，一類是根據(jù)有害氣體污染區(qū)地物反射率的發(fā)生變化、邊界模糊的情況來(lái)對(duì)有害氣體的污染情況進(jìn)行估計(jì)，另一類是利用間接解譯標(biāo)志－實(shí)際反演來(lái)推斷某地區(qū)大氣污染的程度和性質(zhì)。魏合理等利用地面可見(jiàn)光（430～450m）波段的太陽(yáng)光譜和大氣上界的參考太陽(yáng)光譜，反演出大氣中NO2的柱總含量，得到了該地區(qū)上空NO2含量及其變化，其變化與當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站用常規(guī)法測(cè)量的NO2濃度的變化基本一致。趙春雷等選取2010年的資料制作了河北省SO2的遙感圖像，與地面監(jiān)測(cè)情況基本符合，還通過(guò)光學(xué)厚度資料和地面觀測(cè)資料進(jìn)行遙感效果檢驗(yàn)，平均遙感監(jiān)測(cè)精度達(dá)86％，基本可以滿足大范圍大氣環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的需要。白文廣開(kāi)發(fā)了基于優(yōu)化擬合的CH4物理反演算法，用于實(shí)際反演，與官方反演結(jié)果比較一致性較好；并首次在中國(guó)區(qū)域開(kāi)展地基FTIR大氣成分遙感監(jiān)測(cè)研究，用于衛(wèi)星反演產(chǎn)品的地基驗(yàn)證。對(duì)中國(guó)區(qū)域CH4時(shí)空分布特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并給出分析結(jié)果，為政府決策提供科學(xué)依據(jù)。無(wú)論是直接觀測(cè)污染物的反射光譜還是通過(guò)間接解譯的方法，最終都是通過(guò)觀測(cè)反射率的變化來(lái)監(jiān)測(cè)有害氣體的存在，為監(jiān)測(cè)大氣中其他污染物提供了科學(xué)的借鑒。

2.3城市熱島效應(yīng)的監(jiān)測(cè)

城市熱島效應(yīng)是城市中的空氣溫度高于城市周圍郊區(qū)的溫度，從而形成了從城市流向郊區(qū)的一種環(huán)流。城市熱島效應(yīng)是環(huán)境遙感中經(jīng)久不衰的研究課題，對(duì)城市環(huán)境而言，城市熱島也是一種大氣熱污染現(xiàn)象。目前，針對(duì)城市熱島的環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)是通過(guò)研究城市下墊面的熱紅外遙感進(jìn)行的，通過(guò)對(duì)不同時(shí)相的遙感資料的收集，總結(jié)出城市熱島的日變化和年變化規(guī)律。XuhanQiu等提出了城市熱島比例指數(shù)（URI），可以用來(lái)定量分析近一個(gè)時(shí)期的城市熱島效應(yīng)隨時(shí)間的變化。根據(jù)植被、水分和表面溫度之間的相互關(guān)系，對(duì)照目標(biāo)城市，根據(jù)城郊植被的差異，選出2幅不同時(shí)期的TM（4．5．6波段）彩色合成圖像，大致定出城市熱島的范圍。Zak－sek等采用歐洲高空間分辨率SEVIRI來(lái)估算地表的溫度，再根據(jù)陸地表面溫度（LST）來(lái)分析城市熱島的日變化，結(jié)果證明，該方法可以用來(lái)分析城市熱島的日變化分析，為監(jiān)測(cè)和治理城市熱島的變化提供了一種科學(xué)的方法。Gallo等用NOAA／AVHRR數(shù)據(jù)獲得歸一化植被指數(shù)（NDVI）估算城市熱島對(duì)城郊?xì)鉁夭町惖挠绊?，結(jié)果表明，植被指數(shù)和城郊?xì)鉁夭町愔g存在顯著的相關(guān)性。

LinLiu等觀察香港一天的熱島效應(yīng)與植被指數(shù)（NDVI）的相關(guān)性時(shí)發(fā)現(xiàn)，熱島效應(yīng)和NDVI存在著負(fù)相關(guān)，同時(shí)表明了綠色土地可以削弱城市的熱島效應(yīng)；熱島效應(yīng)和歸一化差異指數(shù)（NDBI）存在著正相關(guān)，可以用于城市熱島效應(yīng)案例的分析研究。遙感技術(shù)能夠從時(shí)空中分析城市熱島的變化趨勢(shì)，為監(jiān)測(cè)城市熱島效應(yīng)提供了科學(xué)手段。

3結(jié)論與展望

3.1結(jié)論

目前，遙感技術(shù)正從單一遙感資料的分析向多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源（包括非遙感資料數(shù)據(jù)）的信息復(fù)合與綜合分析過(guò)渡。利用多時(shí)相監(jiān)測(cè)方法對(duì)環(huán)境污染的種類進(jìn)行追蹤，能夠及時(shí)、客觀、準(zhǔn)確地反應(yīng)污染物的信息，如污染源的位置、污染物的種類、擴(kuò)散方向等，并能夠?qū)Υ竺娣e的環(huán)境污染通覽全貌，在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中有巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3.2展望

隨著各領(lǐng)域?qū)b感技術(shù)需求的提高，遙感技術(shù)仍有待于從以下幾方面加強(qiáng)研究。

1）實(shí)現(xiàn)環(huán)境遙感信息的定量化，對(duì)全球環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析、預(yù)測(cè)和管理。隨著RS與GIS、GPS結(jié)合越來(lái)越多地運(yùn)用到環(huán)境中，而GIS的發(fā)展更需要遙感信息的定量化，實(shí)現(xiàn)遙感信息的定量化，才能使RS與GIS結(jié)合擁有更廣闊的應(yīng)用前景。

2）發(fā)展環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)化，借助互聯(lián)網(wǎng)的資源共享性，將全國(guó)范圍監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化及資源共享，充分利用一個(gè)最新的研究成果并促進(jìn)其運(yùn)用，可以節(jié)省監(jiān)測(cè)時(shí)間和成本。

3）提高衛(wèi)星遙感的分辨率。由于大氣中云和霧的干擾，在進(jìn)行大氣校正時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差，造成誤判。高分辨率和高頻率的傳感器的建立，可以對(duì)突發(fā)性環(huán)境污染事故進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，且高空間和高光譜分辨率已是衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

4）提高信息提取的精度和可靠性。應(yīng)發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知模型和影像處理系統(tǒng)的集成技術(shù)，目前遙感技術(shù)正朝著多時(shí)相、多光譜、多平臺(tái)、多角度、多傳感器以及多空間分辨率之間的融合技術(shù)的方向發(fā)展。

環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)范文第5篇

  關(guān)鍵詞：遙感技術(shù) 環(huán)境科學(xué) 應(yīng)用 3S一體化 發(fā)展趨勢(shì)

遙感是從遠(yuǎn)離地面的不同工作平臺(tái)上，如高塔、氣球、飛機(jī)、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船和航天飛機(jī)等，通過(guò)傳感器對(duì)地球表面的電磁波輻射信息進(jìn)行探測(cè)，然后經(jīng)信息的傳輸、處理和判讀分析，對(duì)地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測(cè)與監(jiān)測(cè)的綜合性技術(shù)。遙感技術(shù)從遠(yuǎn)距離采用高空鳥(niǎo)瞰的形式進(jìn)行探測(cè)，包括多點(diǎn)位、多譜段、多時(shí)段和多高度的遙感影像以及多次增強(qiáng)的遙感信息，能提供綜合系統(tǒng)性、瞬時(shí)或同步性的連續(xù)區(qū)域性同步信息，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大優(yōu)越性。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)境遙感技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣。從陸地的土地覆被變化，城市擴(kuò)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，土壤侵蝕與地面水污染負(fù)荷產(chǎn)生量估算，生物棲息地評(píng)價(jià)和保護(hù)，工程選址以及防護(hù)林保護(hù)規(guī)劃和建設(shè)。到水域的海洋和海岸帶生態(tài)環(huán)境變遷分析，海面懸浮泥沙、葉綠素含量、黃色物質(zhì)、海上溢油、赤潮以及熱污染等的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，珊瑚和紅樹(shù)林的現(xiàn)狀調(diào)查與變化監(jiān)測(cè)，堤壩的規(guī)劃與水沙平衡分析，水下地形地遙調(diào)查以及水域初級(jí)生產(chǎn)率的估算。再到大氣環(huán)境遙感中的城市熱島效應(yīng)分析，大氣污染范圍識(shí)別與定量評(píng)價(jià)，大氣氣溶膠污染特征參數(shù)化，全球水、氣和化學(xué)元素等的循環(huán)研究，全球環(huán)境變化以及重大自然災(zāi)害的評(píng)估等，幾乎覆蓋了整個(gè)地球系統(tǒng)。

  一、遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

1.遙感技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

（1）利用紅外掃描儀監(jiān)視石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高達(dá)1000萬(wàn)噸，利用多光譜航片可對(duì)海面石油污染進(jìn)行半定量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照?qǐng)D片畫出不同油膜厚度的大致分級(jí)圖。通過(guò)彩色密度分割圖像，特別是數(shù)字密度分割圖，可以更準(zhǔn)確地判斷油量的分布情況。通過(guò)彩色密度分割可把相差零點(diǎn)零幾厚度的海面油膜區(qū)分出層次來(lái)，這有利于用航空遙感對(duì)海面油的擴(kuò)散分布和半定量研究。濃度大的地方是黃色，往外擴(kuò)散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴(kuò)散的油膜就更薄些呈紫色。通過(guò)對(duì)污染發(fā)生后各天的氣象衛(wèi)星圖像的對(duì)比分析，確定油膜的漂移方向，計(jì)算出其擴(kuò)散速度和擴(kuò)散面積。

（2）利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水體富營(yíng)養(yǎng)化

浮游植物中的葉綠素對(duì)藍(lán)紫光和紅橙光有較強(qiáng)的吸收作用，當(dāng)水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，我們就可以利用遙感技術(shù)推算出水體中的葉綠素分布情況。赤潮區(qū)的海水光譜特征是藻類、泥沙和海水的復(fù)合光譜，另外有機(jī)或無(wú)機(jī)顆粒物也會(huì)吸收入射光，影響水體的透明度。

（3）通過(guò)遙感技術(shù)調(diào)查廢水污染和泥沙污染

廢水的顏色與懸浮物性狀千差萬(wàn)別，特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不大一樣，可以用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會(huì)相應(yīng)增加，反射峰隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.65～0.85微米。

（4）應(yīng)用紅外掃描儀監(jiān)測(cè)水體熱污染

應(yīng)用紅外掃描儀記錄水體的熱輻射能量，真實(shí)反映其溫度差異。在熱紅外圖像上，熱水溫度高，輻射能量多，呈淺色調(diào)。冷水和冰輻射能量少，呈深色調(diào)。熱排水口處通常呈白色羽流，利用光學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)對(duì)熱圖像作密度分割，根據(jù)少量的同步實(shí)測(cè)水溫，畫出水體等溫線。

（5）通過(guò)遙感技術(shù)分析水域的分布變化和水體沼澤化

水體總體反射率較低，選擇1.55～1.75微米波段的多時(shí)域影像可以分析水域的分布變化。沼澤化在時(shí)域圖像上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣有規(guī)律變化，顯示出不同程度的植被特征。

2.遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

（1）臭氧層

臭氧層位于地球上空25～30千米的平流層中，對(duì)0.3米以下紫外區(qū)的電磁波有較大吸收，可用紫外波段來(lái)測(cè)定臭氧層的變化。臭氧層在2.74毫米處也有一個(gè)吸收帶，可用頻率為11O83兆赫茲的地面微波輻射計(jì)來(lái)測(cè)定臭氧在大氣中的垂直分布。另外臭氧層會(huì)吸收太陽(yáng)紫外線而升溫，可使用紅外波段來(lái)探測(cè)，如用7.75～13.3微米熱紅外探測(cè)器測(cè)定臭氧層的溫度變化，參照濃度與溫度的相關(guān)關(guān)系，推算出臭氧濃度的水平分布。

（2）大氣氣溶膠

利用遙感圖像可分析大氣氣溶膠的分布和含量，工業(yè)煙霧、火災(zāi)濃煙和大規(guī)模沙塵暴在遙感圖像上都有清晰的圖像，可以直接圈定其大致范圍。利用周期性氣象衛(wèi)星圖可監(jiān)測(cè)沙塵運(yùn)動(dòng)，估計(jì)其運(yùn)動(dòng)速度，及時(shí)預(yù)報(bào)沙塵暴。通過(guò)衛(wèi)星資料可及早發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)，把災(zāi)害損失降到最低。大比例圖片可用來(lái)調(diào)查城市煙囪的數(shù)量和分布，還可以通過(guò)煙囪陰影的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算其大致高度。應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)影像進(jìn)行微密度分割，建立煙霧濃度與影像灰度值的相關(guān)關(guān)系，可測(cè)出煙霧濃度的等值線圖。

（3）有害氣體

彩紅外相片可監(jiān)測(cè)有毒氣體對(duì)污染源周圍樹(shù)木和農(nóng)作物的危害情況，通過(guò)植物對(duì)有害氣體的敏感性來(lái)推斷某地區(qū)大氣污染的程度和性質(zhì)。一般污染較輕的地區(qū)，植被受污染的情況不宜被人察覺(jué)，但其光譜反射率卻會(huì)明顯變化，在遙感影像上表現(xiàn)為灰度的差異。正常生長(zhǎng)的植物葉片能強(qiáng)烈反射紅外線，在彩紅外相片上色澤鮮紅明亮。受到污染的葉子，其葉綠素遭到破壞，對(duì)紅外線的反射能力下降，其彩紅外相片顏色發(fā)暗，如白蠟樹(shù)受污染后呈紫紅色，柳樹(shù)呈品紅色略帶藍(lán)灰色。 

（4）氣候變化

美國(guó)、歐盟、日本和俄羅斯的地球同步軌道氣象衛(wèi)星組成的靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)系統(tǒng)晝夜不停地觀測(cè)地球的氣候變化，得到全球范圍內(nèi)的大氣參數(shù)、海洋參數(shù)、地表狀況、輻射收支和臭氧分布等信息，對(duì)全球變暖、臭氧層空洞以及厄爾尼諾現(xiàn)象的研究非常重要。 3.遙感技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理中的應(yīng)用

彩紅外遙感影像可監(jiān)測(cè)固體廢棄物引起的生態(tài)環(huán)境變化，熱紅外遙感影像可調(diào)查工業(yè)廢水和廢氣的排放情況。城市道路寬的呈帶狀和環(huán)狀，窄的呈線狀，城市廣場(chǎng)一般以塊狀藍(lán)灰色與街道緊密相連于中心地帶。居民區(qū)呈灰色，高層樓房帶有寬長(zhǎng)影，平房呈密集排列的小長(zhǎng)方塊狀。水系呈淺藍(lán)色，綠地呈紅色。從遙感圖像上獲取這些信息，對(duì)優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)有很大幫助。另外城市里的高大建筑物對(duì)太陽(yáng)輻射和其他熱輻射的吸收和釋放特性跟以土地和農(nóng)作物為主要下墊面的郊區(qū)有很大不同，利用熱紅外遙感對(duì)城市下墊面進(jìn)行分析就可以得出城市的熱島效應(yīng)。

4.應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)控生態(tài)環(huán)境