遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用摘要：環(huán)境監(jiān)測的遙感技術(shù)具有X圍廣、速度快、成本低，且便于進行長期的動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點。本文簡介了遙感監(jiān)測技術(shù)的原理，并闡述了遙感監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：遙感技術(shù)環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境管理和污染控制的主要手段之一。但是，在我國面積遼闊，地面環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點分散的現(xiàn)狀下，現(xiàn)有的監(jiān)測臺站和傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)方法很難滿足連續(xù)、動態(tài)、宏觀、快速監(jiān)測環(huán)境污染的要求和了及時、準(zhǔn)確地做出環(huán)境質(zhì)量報告和污染預(yù)報的要求。因此，日益惡化的環(huán)境迫切需要實時、快速、宏觀、準(zhǔn)確的監(jiān)測技術(shù)，以便更加全面準(zhǔn)確地反映環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響。遙感技術(shù)是以電磁波與地球表面物質(zhì)相互作用為基礎(chǔ)，探測、分析和研究地球資源與環(huán)境，揭示地球表面各要素的空間分布特征與時空變化規(guī)律的一門科學(xué)技術(shù)。它具有監(jiān)測X圍廣、速度快、成本低、便于進行長期動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢，并能發(fā)現(xiàn)用常規(guī)方法往往難以揭示的污染源及其擴散的狀態(tài)。因此，遙感技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于監(jiān)測水污染、大氣污染等方面1］。因此，發(fā)展我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)，對保護我國環(huán)境及發(fā)展經(jīng)濟都具有重要意義。一、 環(huán)境遙感監(jiān)測技術(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，遠距離不直接接觸物體而識別、測量并分析目標(biāo)物性質(zhì)的技術(shù)［2］。遙感監(jiān)測技術(shù)主要分為可見光、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。1可見光、反射紅外遙感技術(shù)可見光、反射紅外遙感技術(shù)進行物體識別和分析的原理是基于每一物體的光譜反射率不同來獲得有關(guān)目標(biāo)物的信息。它記錄的是地球表面對太陽輻射能的反射輻射能，其關(guān)鍵變量包括大氣純潔度、地物波譜特性、太陽輻射強度、太陽高度角及其他變量。該類技術(shù)可以監(jiān)測大氣污染、溫室效應(yīng)、水質(zhì)污染、固體廢棄物污染、熱污染等，是比較成熟的遙感技術(shù)，目前國際上的商業(yè)和非商業(yè)衛(wèi)星遙感器多屬此類。2熱紅外遙感技術(shù)熱紅外遙技術(shù)的原理是基于一切物體輻射的電磁波與其本身溫度和種類相對應(yīng)。在熱紅外遙感中，所觀測的電磁波的輻射源是目標(biāo)物，即地球表面的發(fā)射輻射能，采用波長X圍為8-14umo熱紅外遙感主要檢測目標(biāo)物的輻射特性（發(fā)射率和溫度）。利用熱紅外遙感技術(shù)可以在短時間內(nèi)重復(fù)觀測大X圍地表的溫度分布狀況，3微波遙感技術(shù)微波在傳播途徑中，由于媒介質(zhì)的不連續(xù)性、不均勻性、各向異性以及耗損等因素，將在遙感目標(biāo)區(qū)產(chǎn)生反射、散射、透射、吸收和輻射等各種現(xiàn)象。目標(biāo)與散射電磁波的相互作用，使電磁波產(chǎn)生空間、時間、幅度、頻率、相位和極化等參數(shù)的調(diào)制，從而使回波載有信息，通過標(biāo)定和信號處理技術(shù)，把這些信息變換成各種特征信號，例如散射系數(shù)、極化系數(shù)、相對相位量、發(fā)射率、表觀溫度、亮度溫度、多普勒頻譜、功率譜、角譜，以及時域統(tǒng)計的各階矩等。通過建立半經(jīng)驗公式或數(shù)學(xué)模型，在特征信號與被測目標(biāo)的物理量之間建立起嚴格的對應(yīng)關(guān)系，從而推知遙感目標(biāo)的物理特陛和運動特性，達到辨認目標(biāo)和識別目標(biāo)的目的［3］。二、 環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用當(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、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，從室內(nèi)的工業(yè)測量到大圍的陸地、海洋、大氣信息的采集以至全球X圍的環(huán)境變化的監(jiān)測。遙感技術(shù)在環(huán)境污染監(jiān)測中的應(yīng)用發(fā)展很快，現(xiàn)已可測出水體的葉綠素含量、泥沙含量、水溫、水色；可測定大氣氣溫、濕度、CO、NOx、CO2、02、C1Ox、CH等主要污染物的濃度分布；可測定固體廢棄物的堆放量、分布及其影響X圍等，還可對環(huán)境污染事故進行遙感跟蹤調(diào)查，預(yù)報事故發(fā)生點、污染面積、擴散程度及方向，估算污染造成的損失并提出相應(yīng)的對策［4］。1大氣污染遙感監(jiān)測影響大氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素是氣溶膠含量和各種有害氣體，這些物理量通常不可能用遙感手段直接識別。對于水汽、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，可以通過測量大氣的散射、吸收及輻射的光譜而從其結(jié)果中推算出來。測定氣溶膠含量可采用多通道粒子計數(shù)器，它能反映出大氣中氣溶膠的水平分布和垂直分布。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、光化學(xué)煙霧等對生物有機體有毒害的氣體。有害氣體通常不能在遙感圖像上直接顯示出來，只能利用間接解譯標(biāo)志一植物對有害氣體的敏感性來推斷某地區(qū)大氣污染的程度和性質(zhì)。2水環(huán)境污染遙感監(jiān)測對水體的遙感監(jiān)測是以污染水與清潔水的反射光譜特征研究為基礎(chǔ)的。清潔的水體反射率比較低、對光有較強的吸收，但在光譜區(qū)較短的譜段上分子散射性較強，故在一般遙感影像上，水體表現(xiàn)為暗色調(diào)。為了進行水質(zhì)監(jiān)測，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)測對大X圍內(nèi)發(fā)生的水體擴散過程容易通覽全貌觀察出污染物的排放源、擴散方向、影響X圍，從而查明污染物的來龍去脈，為科學(xué)處理水污染問題提供依據(jù)［5］。水體里浮游植物大量繁生是水質(zhì)富營養(yǎng)化的顯著標(biāo)志。由于浮游植物體內(nèi)含的葉綠索對可見和近紅外光具有特殊的“陡坡效應(yīng)”，使那些浮游植物含量大的水體兼有水體和植物的反射光譜特征。因此，為了調(diào)查水體中懸浮物質(zhì)的數(shù)量及葉綠素含量，最好采用.45?0.65rm附近的光譜線段。在可見光波段，反射率較低；在近紅外波段，反射率明顯升高，因此，在彩色紅外圖像上，富營養(yǎng)化水體呈紅褐色或紫紅色［6］。3遙感技術(shù)在其它方面的應(yīng)用將衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等新技術(shù)相結(jié)合，可以根據(jù)氣候、可燃物積累和含水量、林木組成等預(yù)測火災(zāi)可能發(fā)生的地區(qū)、時段和火災(zāi)等級，以采取隨措施，在火災(zāi)發(fā)生時，可監(jiān)測其過程和發(fā)展趨勢，為及時消滅火災(zāi)提供第一手資料；在災(zāi)后，可以迅速查明損失，同時對生態(tài)環(huán)境的變化進行監(jiān)測評價。草場資源是牧業(yè)的基礎(chǔ)，也是影響生態(tài)平衡及自然環(huán)境質(zhì)量的重要因素.城市環(huán)境與人們的生活、工作息息相關(guān)，查明影響城市環(huán)境的因素，可有針對性地調(diào)整工業(yè)布局和城市結(jié)構(gòu)，加強城市環(huán)境管理，從而降低環(huán)境污染，提高人們生活和工作的環(huán)境質(zhì)量。目前遙感技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：（1）城市土地利用分類及變化研究，主要是利用LandsatTM數(shù)據(jù)進行，結(jié)合歷史用地狀況、現(xiàn)狀及未來用地規(guī)劃建立土地利用變化的調(diào)控和管理。（2）人口分布、工業(yè)分布格局、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)變化的調(diào)查；利用遙感技術(shù)獲得的信息可以為政府部門的決策和管理提供依據(jù)［7］。三、結(jié)束語遙感技術(shù)問世30多年來，應(yīng)用深度和廣度都在不斷拓展。但是環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容很豐富，對于哪些指標(biāo)能采用衛(wèi)星遙感技術(shù)有效監(jiān)測，及其最佳監(jiān)測光譜分辨率、監(jiān)測時間頻率和監(jiān)測空間分辨率還不是十分清楚，更沒有形成實用模型數(shù)據(jù)庫。所以，應(yīng)加快環(huán)境遙感監(jiān)測指標(biāo)體系和國家環(huán)境信息系統(tǒng)建設(shè)。當(dāng)前，我國環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)依托我國的對地觀測技術(shù)和對地觀測系統(tǒng)的發(fā)展計劃，同時充分利用國際上資源環(huán)境衛(wèi)星系統(tǒng)，開展廣泛的國際合作和交流，大力發(fā)展我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測技術(shù)，并充分利用現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點和常規(guī)監(jiān)測方法，采用遙感技術(shù)與地面監(jiān)測相結(jié)合的方法，建立我國的環(huán)境污染遙感監(jiān)測系統(tǒng)。參考文獻：［1］ 孫家柄，舒寧等.《遙感原理方法和應(yīng)用》［M］.：測繪，2003：411—417.［2］ 遙感研究會（日）.《遙感精解》［M］.X勇衛(wèi)，賀雪鴻，譯.：測繪，1993.［3］ 戴前偉，楊震中.《遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用》［2］.西部探礦工程，2007.4：209-211.［4］ 胡著智，王慧麟，陳欽巒編著.《遙感技術(shù)與地