遙感在環(huán)境中的應(yīng)用總結(jié).doc

_遙感在環(huán)境中的應(yīng)用總結(jié)利用遙感技術(shù)對環(huán)境進行監(jiān)測，遙感技術(shù)具有其他技術(shù)手段無法媲美的優(yōu)勢，可以獲取生態(tài)環(huán)境變化的基本地面面資料，能夠提供諸如沙漠化進程、土地鹽漬化和水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化（如酸雨對植被的污染）、工業(yè)廢水和生活污水對水體的污染、石油對海洋的污染等基本狀況和發(fā)展程度的數(shù)據(jù)和資料。如下圖是遙感在環(huán)境中的應(yīng)用分類。圖：遙感在環(huán)境中的應(yīng)用分類1. 大氣環(huán)境 大氣環(huán)境的遙感調(diào)查主要指通過遙感手段調(diào)查大氣污染源的分布、污染源周圍的擴散條件、污染物的擴散影響范圍等，并輔以少量地面同步監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以定量分析污染物濃度的梯度變化值。l 污染源監(jiān)測影像越來越清晰，可用于監(jiān)測固定源污染源信息，如在衛(wèi)星影像上能清楚地看到炭黑廠的黑煙塵；利用具有熱紅外波段、覆蓋范圍廣的氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以監(jiān)測全國的秸稈焚燒點。l 污染物定量監(jiān)測衛(wèi)星傳感器不斷發(fā)展，科學(xué)家已經(jīng)開始追蹤由森林大火、工業(yè)排放和城市排放產(chǎn)生的大氣污染情況。l 痕量氣體成分監(jiān)測痕量氣體包括臭氧(O3 )、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、甲烷(CH4 )等，對全球大氣環(huán)境及生態(tài)引起重大的影響，例如光化學(xué)煙霧、酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞等無不與痕量氣體有關(guān)。遙感可以快速獲取大范圍內(nèi)痕量氣體的定量信息。l 氣溶膠監(jiān)測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、塵等都屬于氣溶膠。氣溶膠不僅影響全球變化,而且也是影響區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素。已經(jīng)證明，遙感是一種監(jiān)測從局地到全球氣溶膠分布的強有力的手段。l 災(zāi)害性大氣監(jiān)測災(zāi)害性大氣污染主要是沙塵暴，衛(wèi)星圖像擁有紅外通道，可以確定沙塵暴的位置,同時它所具有的高時間分辨率(如1小時重返) ,更有利于大尺度監(jiān)測沙塵暴的運動軌跡。目前沙塵暴研究和監(jiān)測的主要是利用遙感手段。此外，還可以監(jiān)測大霧、霾等大氣。這張圖片顯示的是1997年印尼和印度洋沿岸的污染情況。白色代表的是大火產(chǎn)生的浮塵；綠色、黃色和紅色代表的是對流層的臭氧在不斷增加。2. 水環(huán)境 水環(huán)境遙感監(jiān)測的任務(wù)是通過對遙感影像的分析，獲得水體的分布、泥沙、有機質(zhì)、化學(xué)污染等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對一個地區(qū)的水資源和水環(huán)境等做出評價，為環(huán)境、水利、交通、航運等部門提供決策支持。應(yīng)用遙感技術(shù)，可以快速監(jiān)測出水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍等。水體及其污染物的光譜特性是利用遙感信息進行水環(huán)境監(jiān)測和評價的依據(jù)。l 水體富營養(yǎng)化監(jiān)測水體富營養(yǎng)化是指氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華，在海中則叫做赤潮。水體富營養(yǎng)化遙感監(jiān)測是通過分析水體反射、吸收和散射太陽輻射能形成的光譜特征與富營養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)濃度之間的關(guān)系,建立富營養(yǎng)化水質(zhì)參數(shù)的定量遙感反演模型,并分析各水質(zhì)參數(shù)之間的相關(guān)性,建立適當(dāng)?shù)母粻I養(yǎng)化評價模型。利用衛(wèi)星遙感進行大范圍湖泊、海洋富營養(yǎng)化空間分布及動態(tài)評價,具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低和便于長期動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢,還能發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染物排放源、遷移擴散方向以及影響范圍等特征。l 懸浮固體水中懸浮固體(ss)含量是水質(zhì)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。SS不僅可以作為水體污染物的示蹤劑，其含沙量的多少還直接影響水體的透明度、水色等光學(xué)性質(zhì)。一般來說，對可見光遙感而言，058068um對不同泥沙濃度出現(xiàn)輻射峰值，即對水中泥沙反應(yīng)最敏感，是遙感監(jiān)測水中懸浮物質(zhì)的最佳波段。在實際監(jiān)測當(dāng)中，選擇與懸浮物質(zhì)濃度相關(guān)性好的波段，結(jié)合實測懸浮物質(zhì)的數(shù)據(jù)進行分析，從而建立特定波段輻射值與懸浮固體濃度之間的關(guān)系模型，然后進行反演得出懸浮固體的濃度。l 油污染遙感監(jiān)測油污染不僅能夠發(fā)現(xiàn)污染源、確定污染的區(qū)域范圍和估算油的含量，而且通過連續(xù)監(jiān)測，能夠得到溢油的擴散方向和速度，預(yù)測將會影響的區(qū)域。l 熱污染由于人類活動向水體排放的“廢熱”引起環(huán)境水體的增溫效應(yīng)而產(chǎn)生的污染稱之為水體熱污染。水體熱污染可直接影響到水生生物的多樣性，導(dǎo)致局部生態(tài)系統(tǒng)的破壞，從而影響人類的生產(chǎn)生活。遙感監(jiān)測水體熱污染是一種有效的宏觀監(jiān)測手段，目前主要的探測方法有熱紅外遙感和微波遙感。利用ERS雷達影像準(zhǔn)確跟蹤并監(jiān)控地中海油污3. 生態(tài)環(huán)境 l 土地覆蓋監(jiān)測土地覆蓋是人地相互作用過程的最終體現(xiàn)，也是地球表層系統(tǒng)最明顯的景觀標(biāo)志，土地覆蓋變化又會引發(fā)一系列環(huán)境的改變。遙感技術(shù)因其能提供動態(tài)、豐富和廉價的數(shù)據(jù)源已成為獲取土地覆蓋信息最為行之有效的手段。l 森林覆蓋監(jiān)測森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的基礎(chǔ)資源。傳統(tǒng)五年一次的一類調(diào)查和十年一次的二類調(diào)查存在更新周期長、歷經(jīng)時間長、樣地易被特殊對待、數(shù)據(jù)可比性差等缺陷，難以科學(xué)、準(zhǔn)確評估森林資源和生態(tài)狀況變化。遙感具有宏觀性、客觀性、周期性、便捷性等特點，已經(jīng)在森林資源清查（一類調(diào)查）和規(guī)劃設(shè)計調(diào)查（二類調(diào)查）中大顯身手。l 草地覆蓋監(jiān)測草地是僅次于森林資源的陸地植物資源。遙感技術(shù)在草地資源調(diào)查、分類和制圖中得到應(yīng)用，大大地提高了草地資源調(diào)查與制圖的精度，促使草地分類由定性逐漸走向定量化，可以完成草地退化監(jiān)測與評估，節(jié)省了人力、物力和財力。l 濕地資源監(jiān)測濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特的生態(tài)系統(tǒng)，是自然界最富生態(tài)多樣性的景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一。實時監(jiān)測濕地種類及其數(shù)量，為濕地的保護提供第一手材料顯得尤為重要。遙感技術(shù)具有觀測范圍廣，信息量大，獲取信息快，更新周期短，節(jié)省人力物力和人為干擾因素少等諸多優(yōu)勢，已經(jīng)成為濕地研究的有力手段?？梢蕴崛竦剡吔纭⑦M行濕地分類、濕地動態(tài)變化監(jiān)測等。l 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價國家環(huán)保總局發(fā)布了生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范，其中規(guī)定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)計算公式，公式中包括：林地面積、草地面積、濕地面積、耕地面積、建筑用地面積、未利用土地面積、湖泊面積、河流長度等參數(shù)。這些參數(shù)都有賴于遙感手段獲取。黃河河口三角洲濕地遙感通過對多年的監(jiān)測，可以得到濕地面積變化及空間格局的變化4. 城市環(huán)境 城市的飛速發(fā)展帶來了一系列環(huán)境問題。遙感以其快速、準(zhǔn)確和實時地獲取資源環(huán)境狀況及其變化數(shù)據(jù)的優(yōu)越性，成為城市環(huán)境監(jiān)測的主要手段。l 城市擴張監(jiān)測隨著我國城市化進程日益加快，城鎮(zhèn)用地規(guī)模迅速擴張。它不僅占用了大量的土地資源，而且也對城市周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。大量的研究表明，利用衛(wèi)星遙感影像可以獲取城鎮(zhèn)用地信息，從而揭示城市擴張的動態(tài)變化是監(jiān)測城市擴張的有效方法，與統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析方法相比更具實時性和可靠性。l 城市熱島監(jiān)測快速城市化進程改變了地表下墊面的理化性質(zhì)。原本是土壤、草地和水體等比熱大的自然表面被水泥、瀝青等比熱小的表面代替，這不僅改變了反射和吸收面的性質(zhì)，還改變了近地面層的熱交換和地面的粗糙度，使大氣的物理狀況受到影響。熱島效應(yīng)容易產(chǎn)生酸雨，破壞城市及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)實地觀測法的點位密度低，數(shù)據(jù)同步性和空間代表性差，要想細致地研究城市熱島的平面分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征尚有一定困難。遙感監(jiān)測時相多、范圍廣、能長期連續(xù)觀測，不受氣候影響，可以進行大面積地表溫度測定，且通過遙感手段獲取的觀測資料時間同步性好。隨著當(dāng)前高分辨率衛(wèi)星熱紅外遙感技術(shù)的發(fā)展完善，它在城市熱島研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。l 城市綠地調(diào)查城市綠地是城市中唯一有生命的基礎(chǔ)設(shè)施,在改善城市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境起著積極的作用,也是城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。城市綠地含量逐漸成為衡量城市生活質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。隨著高分辨率遙感圖像在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，給城市綠地信息提取提供了更為有效而便捷的手段。l 固體廢棄物監(jiān)測地面垃圾亂堆放造成的環(huán)境污染在我國各大城市乃至鄉(xiāng)村隨處可見，“垃圾圍城”的現(xiàn)象已十分普遍。利用遙感技術(shù)對固體廢棄物進行監(jiān)測管理，即根據(jù)有關(guān)的遙感圖像解譯標(biāo)志，定期利用高光譜和高分辨率遙感圖像進行固體廢棄物堆積的監(jiān)測。固體廢棄物遙感監(jiān)測的內(nèi)容有：工業(yè)、生活垃圾的堆放狀況，堆放點的分布，堆放點的面積、數(shù)量等。l 城市環(huán)境質(zhì)量評價城市環(huán)境質(zhì)量評價一般采用綜合指數(shù)法,即計算環(huán)境質(zhì)量值（或環(huán)境質(zhì)量指數(shù)）。通過遙感手段可以獲取計算公式中的一些參數(shù)，如城市地形地貌、地質(zhì)、土壤、植被等。利用10個時相的TM/SPOT遙感影像，獲取東莞市1988年到2006年間的城市擴張、土地利用變化等信息，評價城市生態(tài)環(huán)境變化過程5. 環(huán)境災(zāi)害 l 突發(fā)事件近年來，重大環(huán)境污染和生態(tài)破壞事故不斷發(fā)生，如油船嚴重泄漏、大爆炸，大量有毒氣體泄漏，重大的水質(zhì)污染等等。而在這些事故突然發(fā)生時，現(xiàn)有常規(guī)手段根本無法實現(xiàn)迅速、準(zhǔn)確、動態(tài)的監(jiān)測與預(yù)報，以致環(huán)保和有關(guān)部門難于快速、恰當(dāng)?shù)刈鞒鰶Q策。需要利用遙感技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境事故，對事故的發(fā)生和發(fā)展進行監(jiān)測與跟蹤評估，制定緊急對策和措施。l 自然災(zāi)害沙塵暴、旱澇、地震、海嘯、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害除了會造成直接的財產(chǎn)損失外，還會對環(huán)境造成短期或者長期的影響。基于高時間分辨率的遙感影像可以快速監(jiān)測短期的環(huán)境變化，基于多時間段的遙感影像可以監(jiān)測長期、緩慢的環(huán)境變化。墨西哥灣溢油遙感監(jiān)測，通過實時監(jiān)測原油流向及擴散面積，評估影響生態(tài)環(huán)境的范圍及程度。6. 重大項目/工程遙感監(jiān)測 許多重大開發(fā)項目、重大工程不僅工程時間長，而且波及面廣，工程建設(shè)的后續(xù)影響難以預(yù)料，所以需對工程效果進行長期跟蹤監(jiān)測，如三峽工程、南水北調(diào)工程、青藏鐵路工程、上海浦東開發(fā)區(qū)等引起的環(huán)境問題及工程建成后的環(huán)境狀況令世人注目。利用遙感技術(shù)進行動態(tài)、連續(xù)、準(zhǔn)確的監(jiān)視與評價輔助重大工程的規(guī)劃、開展和決策，如2008年的北京奧運會完美落幕，遙感技術(shù)作出重要的貢獻。l 申奧之前，遙感技術(shù)測定北京的氣象和環(huán)境數(shù)據(jù)，保障奧運會召開的時間；l 籌辦階段，遙感技術(shù)幫助北京進行地形規(guī)劃，監(jiān)控場館建設(shè)進度及質(zhì)量，制定完整的安全保衛(wèi)電子信息系統(tǒng)；l 奧運會舉行期間，遙感技術(shù)時刻為奧運場館的安保、交通提供便利。在奧運召開前期，中科院面向北京奧運大氣環(huán)境保障需求，由中科院主持的“