[VIP专享]遥感技术在环境污染监测中的应用
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1) B2Ak+22+1=2+15+c51mc+=m5=21c11+m++12+2+1++=212=2+1+2+1+2+2+22+32k+1+2
气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微 粒,通常所指的烟、雾、尘等都是气溶胶。气溶胶本身 是污染物,又是许多有毒、有害物质的携带者,它的 分布在一定程度上反映了大气污染的状况。对于大 气污染,需定性或定量地发现大气中的有害物质,可 以用可调谐激光系统作主动探测,也可用多通道辐 射计探测,因为绝大部分空气污染分子的光谱都在 2 ~20μm 的红外波段、这些光谱可用作吸收或辐射 测量。测定气溶胶含量可采用多通道粒子计数器,它 能反映出大气中气溶胶的水平分布和垂直分布。利 用遥感图像也可分析大气气溶胶的分布和含量。 有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧 化硫、氟化物、光化学烟雾等对生物有机体有毒害的 气体。有害气体通常不能在遥感图像上直接显示出 来,只能利用间接解译标志—植物对有害气体的敏 感性来推断某地区大气污染的程度和性质。除植物 的颜色以外,还可通过植物的形态、纹理和动态标志 加以综合判断。 对城市环境而言,城市热岛也是一种大气热污 染现象。红外遥感图像能反映地物辐射温度的差异, 可为研究城市热岛提供依据。根据不同时相的遥感 资料,还可研究城市热岛的日变化和年变化规律。总
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到污染物运移的情况,而且凭借水 中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物,可追踪 出污染源〔8〕。 (4)水体热污染调查 使用红外传感器,能根据热效应的差异有效地 探测出热污染排放源。热红外扫描图像主要反映目 标的热辐射信息,无论白天、黑夜,在热红外像片上 排热水口的位置、排放热水的分布范围和扩散状态 都十分明显,水温的差异在像片上也能识别出来。利 用光学技术或计算机对热图像作密度分割,根据少 量同步实测水温,可正确地绘出水体的等温线。因此 热红外图像能基本上反映热污染区温度的特征,达 到定量解译的目的〔2〕。 (5)水体富营养化 水体里浮游植物大量繁生是水质富营养化的显 著标志。由于浮游植物体内含的叶绿素对可见和近 红外光具有特殊的“陡坡效应”,使那些浮游植物含 量大的水体兼有水体和植物的反射光谱特征。随浮 游植物含量的增高,其光谱曲线与绿色植物的反射 光谱越近似。因此,为了调查水体中悬浮物质的数量 及叶绿素含量,最好采用 0. 45~0. 65μm 附近的光 谱线段。在可见光波段,反射率较低;在近红外波段,
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1) B2Ak+22+1=2+15+c51mc+=m5=21c11+m++12+2+1++=212=2+1+2+1+2+2+22+32k+1+2
反射率明显升高,因此,在彩色红外图像上,富营养 化水体呈红褐色或紫红色〔9〕。 3.2 大气污染遥感监测 大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及 变化。大气遥感器除了测量气温、水蒸汽、大气中的 微量成分气体、气溶胶等的三维分布以外,还用来进 行风的测量及地球辐射收支的测量等。 影响大气环境质量的主要因素是气溶胶含量和 各种有害气体。这些物理量通常不可能用遥感手段 直接识别。水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成 分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,所以,实 际上是通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而 从其结果中推算出来的。通过对穿过大气层的太阳 (月亮、星星)的直射光,来自大气和云的散射光,来 自地表的反射光,以及来自大气和地表的热辐射进 行吸收光谱分析或发射光谱分析,从而测量它们的 光谱特性来求出大气气体分子的密度〔1〕。测量中所 利用的电磁波的光谱范围很宽,从紫外、可见、红外 等光学领域一直扩展到微波、毫米波等无线电波的 领域。大气遥感器分为主动式和被动式,主动方式中 有代表性的遥感器是激光雷达,被动式遥感器有微 波辐射计、热红外扫描仪等。