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遥感技术在环境监测中的应用遥感技术是一种通过获取、处理和分析地面、大气和水体等目标的信息的技术手段。
在环境监测领域，遥感技术的应用已经成为一种重要的手段，可以实现对环境变化的实时监测、数据的快速获取和分析，为环境保护和管理提供重要的支持。
本文将从遥感技术在环境监测中的应用方面进行探讨。
一、遥感技术在大气环境监测中的应用大气环境是人类生存和发展的重要环境之一，而大气污染对人类健康和生态环境造成了严重影响。
遥感技术可以通过卫星、飞机等平台获取大气污染物的分布和浓度信息，实现对大气环境的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测大气中的臭氧、二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度分布，及时发现和跟踪大气污染源，为环境保护部门提供科学依据。
二、遥感技术在水环境监测中的应用水资源是人类生存和发展的重要基础，而水环境的污染和变化对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
遥感技术可以通过获取水体的遥感影像数据，实现对水体质量、水生态系统和水资源的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测水体中的蓝藻、浮游植物等有害生物的分布情况，及时预警水环境问题，保护水资源的可持续利用。
三、遥感技术在土壤环境监测中的应用土壤是生态系统的重要组成部分，土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长和生态环境的稳定。
遥感技术可以通过获取土壤的遥感影像数据，实现对土壤类型、土壤湿度、土壤质地等信息的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测土壤的含水量、有机质含量等关键指标，帮助农业部门科学施肥、合理种植，提高土壤的肥力和生产力。
四、遥感技术在植被环境监测中的应用植被是地球生态系统的重要组成部分，植被的生长状态和覆盖情况对生态平衡和气候变化具有重要影响。
遥感技术可以通过获取植被的遥感影像数据，实现对植被覆盖度、植被生长状态、植被类型等信息的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测森林覆盖率的变化、草原退化的情况等，为生态保护和恢复提供科学依据。
五、遥感技术在城市环境监测中的应用城市是人类活动的集中地，城市环境的质量直接关系到居民的生活质量和健康。
遥感技术在大气监测中的应用-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII遥感技术在大气监测中的应用大气遥感是利用传感器对大气结构,状态及变化进行监测。
大气传感器可以监测大气中的O3、CO2、SO2、CH4及气溶胶、有害气体的三维分布。
这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别。
大气监测主要利用的是卫星遥感和航空遥感平台，主要利用的数据包括遥感集市高分数据GF-1、ZY-3数据、美国Landsat-MSS、TM数据，法国SPOT-HRV数据以及各种航空遥感数据。
由于水汽、CO2、O3、CH4等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,可以通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而从中识别出来。
应用于大气环境监测的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围(0.4～25μm),以及微波范围(10～200GHZ)。
按照所利用电磁波辐射源的不同,可将大气遥感技术分为被动式遥感技术和主动式遥感技术。
根据遥感平台的不同,大气环境遥感监测又可分为空基遥感和地基遥感。
1.1大气气溶胶监测气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒。
气溶胶粒子的来源很复杂,地球表面的岩石和土壤风化,海洋表面由于风浪的作用使海水泡沫飞溅而形成的海盐粒子,植物花粉、孢子,人类燃烧活动和自然火灾(包括火山爆发,森林及农田火灾)以及工厂排放的气体或发生化学反应而产生的液态或固态粒子等,构成了来源广泛而又复杂的大气气溶胶体系。
气溶胶本身是污染物,同时又是许多有毒、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。
在对气溶胶的遥感监测方面,高分辨率的卫星遥感不但提供了监测大气气溶胶的可能性.1.2有害气体监测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。
利用相关光谱技术可对大气中NO、NO2、SO2浓度进行监测。
监测这3种污染物组分的实际工作波长范围分别是:NO为195～230nm,NO2为420～450nm,SO2为250～310nm。
大气遥感技术在环境监测中的应用大气遥感技术是现代环境监测领域中最为重要的技术之一，它利用卫星、飞机等高空平台获得大气相应吸收、散射、辐射等信息，从而实现对大气环境质量的监测与评估。
在现代社会中，空气质量问题日益突出，大气遥感技术在环境监测方面的应用也越来越受到重视。
大气遥感技术可以从多个方面对空气质量进行监测。
首先，它可以通过监测大气中的气态污染物如二氧化氮、臭氧、二氧化硫、氨气等来评估空气污染程度。
其次，大气遥感技术还可以对PM2.5、PM10等细颗粒物进行监测，这些细颗粒物对空气质量的影响相当大，常常是导致空气污染的主要因素之一。
此外，大气遥感技术还可以监测大气温度、湿度、风向风速等等因素，以了解大气环境的动态变化情况。
在大气遥感技术的应用过程中，最重要的事情便是数据获取和处理。
通过多种手段，环境监测人员可以获得数以百万计的大气遥感数据，这些数据包含了各种重要的气象和空气质量指标。
而在数据处理方面，利用各种数据分析技术，可以对这些数据进行有效的挖掘，得出各种有用的结论。
通过这些分析结果，环境监测人员可以建立模型或预测工具，从而更好地监测并掌握大气环境的变化趋势。
在大气遥感技术的应用过程中，最重要的一个问题便是数据分析和解读。
这方面知识较为复杂，需要一定专业技能。
目前，大气遥感技术在全国范围内的应用呈现普及化的趋势，各种专业的培训和学习机构也纷纷涌现。
因此，环境监测人员必须具备一定的专业技能，才能更好地运用大气遥感技术进行数据处理和把控。
大气遥感技术的应用有其自身的局限性。
例如，由于大气优化数据的时间间隔通常需要较长，这在应急情况下会有所影响。
此外，由于大气遥感技术的精度受到多方面因素的影响，结果难以得到百分之百准确的保证。
因此，需要进一步完善技术体系，提高大气遥感技术的准确性和时间间隔。
总的来说，大气遥感技术在环境监测中的应用是非常重要的。
它可以通过在大气污染物的监测、数据处理和结果预测等方面的应用，使得环境监测人员更好地了解大气环境状况，并全面把握未来的环境变化趋势。
遥感技术在城市空气质量监测中的应用随着城市化进程的加速和人口的急剧增加，城市空气质量成为了一个不容忽视的问题。
空气污染给人们的健康和生活带来了巨大的危害，因此，准确评估和监测城市空气质量的方法变得尤为重要。
作为一种广泛应用的技术手段，遥感技术正逐渐在城市空气质量监测中发挥着重要的作用。
首先，遥感技术能够远距离获取城市空气质量的相关数据，从而实现对城市的全面监测。
传统的监测方法通常需要在地面设置监测站点，并通过采集空气样本来获得数据。
然而，这种方式费时费力，而且无法覆盖整个城市的每一个角落。
而利用卫星遥感技术，我们可以通过卫星传感器获取整个城市的空气质量数据，无需实地取样，节约了大量的时间和人力。
这种遥感技术的应用不仅实现了对城市空气质量的全覆盖，而且在时间和空间维度上都具备了较高的精度。
其次，遥感技术还能够提供城市空气污染源的定量信息，为相关部门的管理提供科学依据。
通过卫星遥感技术采集到的数据，可以识别出城市中不同区域的空气污染程度，进而确定出空气污染的主要来源。
例如，通过遥感技术可以准确测量出工业区、交通繁忙地段以及污染物排放较多的工厂等区域的污染程度。
这为城市管理者提供了科学的依据，使其能够有针对性地制定空气质量改善措施，提高城市空气质量。
这种基于遥感技术的污染源定位和分析方法不仅提高了城市空气质量监测的效率，还为我们在治理城市空气污染方面提供了更为准确的数据和决策支持。
此外，遥感技术还能够追踪城市空气质量的演变趋势，为环境预警提供重要支持。
通过连续监测得到的遥感数据，我们可以分析和评估城市空气质量的演变趋势。
当污染物浓度呈上升趋势时，我们可以及时预警，并采取相应的措施来避免进一步的空气污染。
这种基于遥感技术的监测和预警方法不仅提高了城市空气质量管理的效益，也能有效地保障居民的健康和生活质量。
当然，遥感技术在城市空气质量监测中的应用也面临一些挑战。
首先是数据处理的问题。
卫星遥感仪器的数据量庞大，需要进行大规模的数据处理和分析，以便从中提取出有价值的信息。
气象卫星遥感技术在大气环境监测中的应用气象卫星遥感技术是一种通过遥感手段获取大气环境信息的技术手段，它在大气环境监测中扮演着重要的角色。
本文将探讨气象卫星遥感技术在大气环境监测中的应用，并阐述其优势和挑战，以及未来的发展方向。
一、气象卫星遥感技术概述在介绍气象卫星遥感技术在大气环境监测中的应用之前，首先了解一下这项技术的基本原理。
气象卫星通过搭载在卫星上的遥感仪器，利用对地观测、数据采集和图像传输等技术手段，获取大气环境数据和图像信息。
这些数据和图像可以反映大气温度、水汽分布、云量以及气溶胶浓度等信息，为大气环境监测提供了重要依据。
二、气象卫星遥感技术在大气环境监测中的应用1. 天气预报和气候监测气象卫星遥感技术在天气预报和气候监测中起着关键作用。
通过卫星遥感技术获取的温度、湿度、云量等数据，可以用于建立气象模型，提高天气预报的准确性。
同时，通过长期监测和分析卫星图像，可以了解全球气候变化的趋势，促进气候研究和应对气候变化的决策制定。
2. 空气质量监测随着城市化进程的加快和工业化程度的提高，空气质量成为人们关注的焦点。
气象卫星遥感技术可以监测大气中的颗粒物和污染物浓度，及时预警污染事件并评估其对空气质量的影响。
这对于城市的环境保护和公众健康具有重要意义。
3. 自然灾害监测和预警气象卫星遥感技术在自然灾害监测和预警方面具有独特优势。
通过监测卫星图像，可以及时发现和跟踪台风、洪水、沙尘暴等灾害的发展情况，提前做好防范和应对措施，并对灾后救援提供支持。
三、气象卫星遥感技术的优势和挑战1. 优势气象卫星遥感技术具有全球覆盖、高时空分辨率、实时性强等优势。
通过卫星遥感技术获取的数据可以实现全球范围内的监测，同时具备较高的时空分辨率，可以提供丰富的大气环境信息。
此外，由于数据的实时性强，可以及时预警和响应各类灾害事件。
2. 挑战在应用气象卫星遥感技术进行大气环境监测时，也面临一些挑战。
首先，遥感数据的处理和分析需要专业技术和算法支持，对数据科学和计算机技术有一定的要求。
遥感技术在大气环境监测中的应用随着我国经济快速发展的同时，大气环境问题已日益严重，严重威胁人们的健康，抑制经济的发展。
对区域性的大气环境质量状况采用常规的地面监测方法进行检测，很难得到准确的结果，且还需要投入大量的人员、设备和资金。
而遥感技术不仅具有速度快、成本低、监测范围广等特点，其还能进行长期的动态监测，此外，遥感技术还能将有时用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态发现出来。
总之，遥感技术不仅能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测，还可以对突发性大气环境污染事件的发生、发展进行实时、快速跟踪和监测，从而就能及时采取相应的处理措施，使大气污染造成的损失大大减少。
因此，遥感监测技术在大气环境管理和大气污染控制中发挥着重要的作用。
1.大气环境遥感监测技术的基本原理遥感监测就是对一段距离以外的目标物或现象通过仪器的运用来进行观测，是一种不用直接接触目标物或现象就能将所要信息收集起来，并对信息进行识别、分析、判断的高自动化的监测手段。
遥感技术最突出的功能就是不需要采样就可以直接进行区域性的跟踪测量，快速定点定位污染源，核定污染范围、以及污染物在大气中的分布、扩散等，从而获得比较全面的信息。
遥感监测技术主要分为3种类型，它们分别为紫外、可见光、反射红外遥感技术，热红外遥感技术和微波遥感技术。
2.大气环境遥感监测技术的应用依据遥感技术的工作方式进行划分，主动式遥感监测和被动式遥感监测是大气环境遥感监测技术的两种类型。
其中，主动式遥感监测是指通过遥感探测仪器所发出的波束、次波束，与大气物质相互作用后可产生回波，通过对这种回波的检测，以实现对大气成分的探测。
由于主动式大气探测仪器需要进行波束的发射和回波的接收工作，因此，该检测技术又被称为雷达工作方式;被动式遥感监测主要依靠对大气自身所发射的红外光波或微波等辐射的接收，以实现对大气成分的探测。
2.1大气环境的主动式空基遥感监测星载或机载的微波雷达当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。
基于遥感的城市空气质量监测与分析随着城市化进程的加速，城市空气质量问题日益受到人们的关注。
传统的地面监测方法虽然能够提供较为准确的数据，但由于监测站点分布有限，难以全面反映城市空气质量的空间分布特征。
遥感技术的出现为城市空气质量监测提供了一种全新的手段，能够实现大面积、快速、动态的监测，为城市空气质量的评估和管理提供了重要的支持。
一、遥感技术在城市空气质量监测中的原理遥感技术主要是通过传感器接收来自地球表面物体反射或发射的电磁波信号，从而获取目标物体的信息。
在城市空气质量监测中，常用的遥感数据源包括卫星遥感和航空遥感。
卫星遥感通过搭载在卫星上的传感器对地球表面进行观测。
这些传感器可以探测到不同波长的电磁波，包括可见光、红外和紫外波段等。
例如，通过对大气中气溶胶的散射和吸收特性的监测，可以反演得到气溶胶的浓度分布，进而评估大气的污染程度。
航空遥感则是利用飞机等航空器搭载的传感器进行低空观测。
相比卫星遥感，航空遥感具有更高的空间分辨率和更灵活的观测时间，可以针对特定区域进行精细化的监测。
二、遥感技术监测的主要污染物指标（一）气溶胶气溶胶是城市空气中常见的污染物之一，包括灰尘、烟雾、颗粒物等。
遥感技术可以通过对气溶胶光学厚度（AOD）的测量来评估气溶胶的浓度和分布。
（二）氮氧化物（NOx）NOx 主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂），它们是城市大气污染的重要成分。
遥感技术可以通过对 NO₂柱浓度的监测来了解其在城市中的分布情况。
（三）二氧化硫（SO₂）SO₂是一种具有刺激性气味的气体污染物，遥感技术能够对其在大气中的浓度进行监测。
三、遥感数据的处理与分析方法获取遥感数据后，需要进行一系列的处理和分析才能得到有价值的空气质量信息。
首先是数据预处理，包括辐射定标、几何校正等，以确保数据的准确性和一致性。
然后是反演算法的应用，通过建立数学模型，将遥感观测数据转化为污染物的浓度或相关参数。
在数据分析方面，常用的方法包括空间分析、时间序列分析等。
利用遥感技术监测大气环境污染物的研究随着工业化和城市化的加剧，大气环境污染已成为现代社会不容忽视的问题。
大气污染物对人类健康和环境造成了严重影响，因此，为了监测和控制大气污染，科学家们不断寻求新的方法和技术。
其中，遥感技术作为一种非接触式监测手段，逐渐引起了广泛关注。
遥感技术是通过对地球表面的物理特征进行观测和测量，获取目标区域的信息的一项技术。
它利用卫星、飞机等载体的传感器获取数据，通过分析这些数据来了解地球上的自然和人为现象。
遥感技术可以提供高质量的空间和时间信息，能够提供全球尺度的大气环境监测。
遥感技术在大气环境污染物监测中的应用主要是通过对大气组分的探测来实现的。
例如，利用遥感技术可以监测二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等大气污染物的浓度和分布。
这些污染物的监测可以帮助我们了解不同区域的污染状况，评估污染物的传输和扩散过程，为环境管理和政策制定提供科学依据。
遥感技术在大气环境污染物监测中的应用不仅可以提供高分辨率的空间信息，还可以提供一定的时间序列数据。
这些数据可以用于研究大气污染物的季节性和年际变化等规律。
通过分析这些变化规律，可以更好地理解大气污染物的来源和演化过程，评估不同因素对污染物浓度的影响。
除了监测大气污染物浓度和分布，遥感技术还可以用于评估大气污染物的排放源和排放强度。
通过对污染源的遥感探测，可以获得准确的排放源信息，包括位置、规模和类型等。
这些信息可以帮助环境管理部门加强对污染源的监管和控制，在源头上减少大气污染物的排放。
尽管遥感技术在大气环境污染物监测中有很大的潜力，但也面临一些挑战。
首先，遥感技术需要合适的仪器设备和数据处理算法，这需要投入大量资源和技术支持。
其次，大气环境是一个复杂的系统，受到多种因素的影响，如气象条件、地形和人类活动等，因此，在利用遥感技术进行大气环境监测时，需要考虑这些因素的综合影响。
综上所述，利用遥感技术监测大气环境污染物是一项重要的研究领域。
遥感技术可以提供高质量的空间和时间信息，用于监测大气污染物的浓度、排放源和排放强度等。
大气污染物的遥感监测与数据处理大气污染是当前全球面临的重要环境问题之一，对人类健康和社会经济发展造成了严重影响。
为了有效地监测和控制大气污染物，遥感技术成为了一种重要的手段。
本文将介绍大气污染物的遥感监测与数据处理的相关内容。
一、遥感技术在大气污染物监测中的应用大气污染物的监测需要获取大范围、高时空分辨率的数据，而传统的地面观测方式往往受限于设备和人力的限制，无法实现全面监测。
遥感技术具有无接触、全方位、高时空分辨率等特点，可以有效地获取大气污染物的信息。
在大气污染物监测中，遥感技术主要利用光学、红外、雷达等传感器获取大气污染物的分布和浓度信息。
通过对大气污染物吸收、散射和发射特性的研究，可以建立起大气污染物的反演模型，进而利用遥感数据进行监测。
二、大气污染物遥感数据处理方法为了从遥感数据中获取大气污染物的信息，需要进行一系列的数据处理。
其中，大气校正、信噪比增强、数据重投影等是常用的数据处理方法。
大气校正是遥感数据处理的重要步骤之一。
由于大气散射和吸收的影响，遥感图像中存在着大气噪声，使得大气污染物的反演结果产生偏差。
通过大气校正可以减小大气的影响，提高数据的准确性。
信噪比增强是为了提高遥感数据的质量。
由于遥感图像的获取和传输过程中存在各种干扰，例如云、雾、气溶胶等，这些干扰会导致数据的信噪比较低。
通过信噪比增强技术，可以有效地提高图像的质量，使得大气污染物的反演结果更加准确。
数据重投影是为了实现不同遥感数据之间的空间统一。
不同的遥感传感器在获取数据时存在着不同的投影方式和坐标系统，为了将不同的数据融合起来进行分析，需要将其进行空间重投影，以实现数据的空间统一。
三、大气污染物遥感监测案例为了更好地展示大气污染物遥感监测的应用和效果，以下将介绍一些典型的案例。
1. 利用卫星遥感数据监测大气污染物的时空变化。
通过利用卫星传感器获取的地表反射率数据，结合大气校正和数据融合技术，可以实现对大气污染物的全面监测。
卫星遥感技术在大气污染监测中的应用验证随着工业化和城市化的迅速发展，大气污染已经成为全球关注的焦点。
为了更好地了解和监测大气污染的情况，科学家们积极探索各种技术手段。
其中，卫星遥感技术因其高时间分辨率、大范围监测和实时数据获取的能力而成为大气污染监测的重要工具。
卫星遥感技术利用卫星搭载的遥感传感器对地球大气进行观测，通过测量大气中的光谱特征和辐射等信息，进而推断出大气污染物的浓度和分布情况。
利用遥感技术进行大气污染监测的优势在于它能够覆盖广阔的地理范围，实现全球、区域乃至局部的监测。
这种方式相比于传统的地面监测方法更具有效性和实用性。
在大气污染监测中，卫星遥感技术主要通过测量大气中的气溶胶和气体污染物来评估和监测空气质量。
气溶胶是大气污染中的关键因素，它们对气候和健康都有着重要影响。
卫星遥感技术利用可见光和红外光谱观测气溶胶的光学厚度和大小，可以准确测算出气溶胶的质量浓度和分布。
此外，卫星遥感技术还可以测量大气中的主要污染物，如二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等。
通过对这些污染物的监测，可以及时提供大气污染的数据支持，为相关部门制定环境保护政策提供科学依据。
随着技术的不断进步，卫星遥感技术在大气污染监测中的应用验证也在不断推进。
科学家们利用各种遥感数据来源，结合地面观测数据进行验证和校正，提高遥感数据的精确性和可靠性。
同时，还开展了一系列实地观测和模拟实验，通过与卫星遥感数据进行对比分析，验证遥感结果的准确性。
这些验证工作为卫星遥感技术在大气污染监测中的应用提供了重要的科学依据。
在卫星遥感技术的应用验证过程中，科学家们还面临着一些挑战。
首先，大气污染物的浓度和分布在不同时间和地点存在较大差异，因此在验证过程中需要考虑这些变化对遥感结果的影响。
另外，不同类型的大气污染物对遥感技术的响应也不尽相同，因此需要综合多个遥感指标进行综合分析。
此外，大气遥感数据的处理和分析也需要结合地面观测数据进行验证，以确保结果的准确性。
文章编号:1004-7204(2005)01-0015-03浅谈遥感技术在大气监测中的应用王丽娟1,景耀全2(1.西南交通大学环境科学与工程学院,成都610031; 2.四川省遥感信息测绘院,成都610100)摘要:碳的氧化物、硫的氧化物、氮的氧化物和臭氧等是人类在生产活动和社会活动产生中的主要的环境污染物,它们威胁着人类的生存环境和地球上的生态平衡。
因此,对它们进行实时监测和综合治理显得非常重要。
文章介绍了遥感(RS )技术,重点介绍遥感技术在大气环境监测中的应用。
关键词:遥感;环境监测;大气遥感监测;遥感图像中图分类号:X 87 文献标识码:AT alk About Application R emote Sensing T echnology for Atmosphere MonitoringW ANGLi 2juan 1,J I NG Y ao 2quan 2(1.C ollege of Environmental Science and Engineering ,S outhwest Jiaotong University ,Chengdu 610031,China ;2.Sichuan Province Surveying&Mapping Institute of Rem ote Sensing In formation ,Chengdu 610100,China )Abstract :Oxides of carbon ,sulfur ,nitrogen and ozone are serious environmental pollutants produced by the productive and s ocial activities of humans.They seriv ously threaten our life and the ecological balance of the earth.Hence ,real -time m onitoring and com prehensive control on them are very im portant.We introduce the rem ote sensation techniques ,then discuss in detail their application in the m onitoring of atm ospheric environ 2mental pollution.K eyw ords :Rem ote sensing ;Environmental m onitoring ;Atm ospheric rem ote sensing and m onitoring ;Rem ote sensing image1 引言清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一,而且也是最重要的环境要素之一。
然而,随着工业及交通运输等事业的迅速发展,特别是煤和石油的大量使用,将产生的大量有害物质排放到大气中,当其浓度超过环境所允许的极限并持续一定时间后,就会改变大气的正常组成,破坏自然的物理、化学和生态平衡体系,即造成大气污染。
为了维护自然环境的生态平衡,保护人群的健康及可持续性,就必须对大气环境中的主要污染物质进行定期或连续地监测,并研究大气质量的变化规律和发展趋势以及此变化对人类社会的影响等。
我国大气环境监测工作仍不是很完善,监测频次低,时效性差。
在大气环境监测中,目前应用最多的方法还属分光光度法和气相色谱法。
卫星遥感技术的出现与发展,使人们能从宇宙空间观测全球。
这种技术具有视域广、及时连续的特点,可以迅速地查明环境现状、污染状况,为预防和治理环境污染提供及时、可靠的依据。
目前国内外,遥感技术在环境方面的应用越来越广泛,其主要是用于监测海洋石油污染、监测森林火灾和草场演化、水环境污染监测、赤潮分析以及水体浑浊度与含沙量分析等,其应用于大气污染监测的研究很少。
收稿日期:2004-07-12作者简介:王丽娟(1974—),女,汉族,成都市龙泉驿人,西南交通大学硕士研究生,研究方向:环境管理与规划;景耀全(1974—),男,汉族,成都市龙泉驿人,四川省遥感信息测绘院助理工程师,主研方向:测绘、遥感数据的处理及其数字化。
・51・・大气监测・ 《环境技术》 2005年第1期若把遥感技术很好地应用于大气污染监测,可大大地提高大气监测治理的效率,及时、及早发现并解决大气污染问题。
2 遥感技术介绍地球上的物质都有接受太阳电磁波和对不同波长带都有固定反射常数的性质。
按物质的性质及其温度,每种物质都反射和发射电磁波。
如果在不同的波长带测定某些物质反射和发射电磁波的强度,即使不接触这些物质也可推断它们的性质和状态,此技术称之为遥感。
遥感技术按所利用电磁波辐射源的不同分为两大类:主动式遥感技术和被动式遥感技术。
主动式遥感技术是以向监测客体或对象发射持续的辐射为特征,一般以激光为辐射源,观测激光束与对象的相互作用,对地面广大区域的污染状态进行监测,来推断监测对象中的某些环境参数。
该技术主要用于大气下层的观测,也适用于对平流层气溶胶、臭氧的观测。
被动式遥感技术则是观测环境介质中现成的天然辐射源与所研究的对象物的相互作用,或者直接观测对象物质的热发散,推断有关的环境参数。
被动式遥感技术比较经济实用,因而应用较广泛。
遥感技术应用于环境监测称为环境遥感或遥感,一般借助于传感器对电磁波进行探测而实现其目的。
遥感技术的主要优点是可以对污染源或污染流进行干扰监测,而且可以监测三维空间的环境质量参数,其范围可遍及边远偏僻地区和大气上层空间。
3 监测大气环境的遥感技术地球观测卫星是利用遥感技术进行大气环境观测的。
应用于大气环境监测的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围(0.4～25μm),以及微波范围(10～200GHZ)。
用于大气监测的遥感技术种类较多,一般有相关光谱技术、激光雷达技术及热红外扫描技术等。
3.1 相关光谱技术相关光谱技术基于光的吸收原理,受监测气体选择吸收特定波长的光后,按光强衰减程度来推算对象气体物的浓度。
在测定过程中配合相关技术可以排除非对象组分的干扰。
相关光谱系统采用的吸收光限于紫外光和可见光。
在遥测中,需在自然光充分的条件下,利用地表之上漫射光所汇聚的光源。
在相关技术中使用二二成对的吸收光,每对吸收光是邻近波长的,且所选定的波长要使它们通过监测对象时分别发生强吸收和弱吸收,这样有利于提高监测的灵敏度。
相关光谱系统装备在汽车或直升机上,即可大范围遥测大气污染物及其分布的情况。
相关光谱技术的实用对象目前还只限于NO、NO2和S O2。
对它们进行同时连续测定时,在系统中需3套相关器。
监测这3种污染物组分的实际工作波长范围分别是:NO为195～230nm,NO2为420～450nm,S O2为250～310nm。
3.2 激光雷达技术激光雷达是一种主动遥感技术。
因激光具有单色性好、高度方向性和能量集中等优点,使得根据激光原理制作的传感器具有很高的灵敏度和良好的分辨率。
故近期运用激光对大气污染进行遥感的技术发展很快。
激光脉冲射入环境监测对象介质后,首先因发生散射作用而衰减。
射向大气的激光束遭遇气态分子时,可能发生雷利散射和拉曼散射。
散射作用在大气遥感中占有相当重要地位,主动探测系统多是基于这种作用机制而建造的。
红外激光-荧光遥感器可用于监测大气中NO X、C O、C O2、S O2、O3等污染物及其浓度,其监测频率在可见光至紫外光区域,根据荧光波长和强度可分别作定性和定量监测。
应用紫外激光-荧光遥感仪可监测大气中H O自由基浓度。
由于激光单色性好,所以也可用简单的光吸收法监测大气中污染物浓度。
根据激光雷达在环境监测领域应用的技术特点,由于其技术难度大,工艺不成熟,对使用维护人员的要求较高等问题,因而在技术推广和投入日常业务使用方面存在着困难。
3.3 遥感技术在大气监测中的应用成果・61・2005年第1期 《环境技术》 ・大气监测・遥感技术在大气监测方面,主要用于NO X,S O X, O3等化学污染物的浓度测定以及确定烟羽的扩散所及范围和它的不透明度等。
大气领域的遥感可分为利用卫星的大范围的遥感(RS)和通过激光雷达进行的地基的遥感。
20世纪70年代的雨云卫星系列第一次获得了温度、H2O、CH4、H NO3在全球大气中的分布信息。
搭载于雨云7号上的T OMS在发现臭氧洞方面做出了很大贡献,取得了与平流层中臭氧层破坏的有关主要信息。
4 利用遥感图像进行大气污染分析一般情况下,利用遥感图像来分析大气污染。
大气污染的不同程度、不同种类会使遥感信息产生一定的失真,通过对这种失真的研究,可以建立城市环境污染的评价模型。
利用地物的波谱测试数据、彩色红外遥感图像及少量常规大气监测数据,可获取关于城市大气环境质量的基本数据。
利用遥感图像作为基本资料,可以对城市有害气体进行监测。
根据监测结果,可对城市污染源及其扩散影响、污染程度等进行分析研究,以确定影响城市大气环境质量的主导因素;根据城市可持续发展的要求,对相应的污染源进行整治和改善,实施政策、经济等方面的管理手段,以治理大气污染。
大气中的气溶胶即烟雾、尘暴等悬浮于大气里的污染物是影响大气质量的主要因素,它们在图像上都会反映出其分布的特征。
大气的气溶胶,浓度不同,图像色调也不同。
浓度大,其散射、反射率大,影像呈白色;反之,呈灰色。
同时,结合大气取样监测分析,可鉴别出其主要污染物、颗粒物数目及其分布空间。
根据多期监测,可获取大气污染的时空分布与变化规律。
例如,NO X、S O2的图像灰度信息在T M1、T M3图像中均有明显的反映;排入大气的S O2很少单独存在于大气中,往往与大气中颗粒物结合在一起,这些颗粒物会对光波产生散射,在其遥感图像上显示为灰暗、模糊影像特征。
同时,也能从高分辨率图像上判别出城市烟囱,然后反映烟雾的污染范围与程度。
通过对遥感图像的分析,可获取可靠的大气污染资料。
可见,遥感信息在环境动态监测方面具有其它类型数据所无法代替的优越性。
同时,遥感监测应用日益广泛。
遥感监测的项目增多、分辨率提高、解译性能增强,逐渐占据环境监测网络的重要地位。
遥感监测将成为全球性、区域性大气环境监测的主要手段。
5 结语近年来,地球环境监测越来越重要,各国开发了更高级的地球观测卫星。
卫星观测的数据不再局限于长期以来描述地表面的二维图像信息,已扩大到三维领域的大气成分和降水等的分析,并已达到为满足观测目的对所接收的信息进行高度处理的程度。
全球大气监测需要世界各国共同参与、各国科学家的合作研究和多学科的共同合作、综合探索。
这是个时间跨度大、涉及全球空间的、宏观的研究地球的研究工程,其难度是极大的。
