探究我國環境監測中遙感技術的應用及發展

探究我國環境監測中遙感技術的應用及發展

　　隨著經濟的發展，生活水平的提高，人們也認識到了資源有效利用和環境保護的重要性。在研究各種環境問題時，我們有著各種計算機軟件系統的支持，同時我們也通過遙感技術，實現了對地面資源和環境的動態監測等。遙感技術在環境中的發展非常迅速，可以測出水體的葉綠色含量、泥沙含量、水色和水溫，還能夠監測到大氣中污染氣體濃度分布，以及固體廢棄物的分布、堆放情況和影響范圍。除此以外，還能夠追蹤調查環境污染現象，并對污染源、擴散程度、分布面積進行預報，對污染損失進行估算。全球環境的問題也在不斷加劇，遙感技術具備的全球覆蓋、快速、信息量大等優勢使其成為當前有效的環境監測手段。

　　隨著我國經濟的發展，環境污染也日益嚴重，環境監測作為環境污染的重要手段，可以發揮直觀重要作用，隨著航空遙感和衛星遙感技術的發展，遙感技術也被廣泛地應用在大氣、水質、固體污染監測等方面，比傳統的環境監測技術具備了許多優勢。

　　目前我國的環境污染和生態破壞問題依然嚴重，主要表現在森林和草地生態功能退化、植被覆蓋率降低、水生態系統失調、荒漠化速度加快、生物多樣化驟減、水土流失嚴重等問題。環境管理和污染控制的主要手段之一即為環境監測，其對于環境治理有著不可比擬的重要性。但是，我國幅員遼闊，導致地面環境監測網點分布不集中，僅依靠傳統的環境監測技術及監測臺站無法準確及時的做出環境質量報告和污染預報。為了滿足生態系統和人體健康應對日益惡化的環境的需求，環境監測技術需要進行快速準確的優化改進。由此，遙感技術逐漸被應用在環境監測當中。

　　環境遙感監測技術

　　遙感技術從20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合技術，具體是指基于電磁波和地球表面物質的相互作用，對地球的資源和環境進行探測與分析，以此揭示地球表面各要素的空間分布特征和時空變化規律?？梢岳眠b感探測儀器，在不和探測目標直接進行接觸的情況下，記錄目標物體的電磁波譜，從而對目標物體進行分析，不僅可以對大面積進行同步觀測，還能夠在短時間內對同一區域進行動態的重復監測，具有綜合性、可比性和經濟型。

　　當前此技術已經被廣泛地用于環境監測、自然資源動態監測、城市規劃等各個領域，仍舊以多空間分辨率、多時相遙感圖像等優勢幫助人們分析環境自然資源等的時空變化規律，推動著人類和諧進步和發展。

　　遙感技術在環境中的發展非常迅速，可以測出水體的葉綠色含量、泥沙含量、水色和水溫，還能夠監測到大氣中污染氣體濃度分布，以及固體廢棄物的分布、堆放情況和影響范圍。除此以外，還能夠追蹤調查環境污染現象，并對污染源、擴散程度、分布面積進行預報，對污染損失進行估算。全球環境的問題也在不斷加劇，遙感技術具備的全球覆蓋、快速、信息量大等優勢使其成為當前有效的環境監測手段。

　　環境遙感監測技術根據可利用的波段分為可見光、反射紅外遙感技術和熱紅外遙感技術、微波遙感技術。

　　1、可見光、反射紅外遙感技術

　　此技術的原理是基于每個物體的反射率的差異性，通過記錄地球表面對太陽輻射能的反射輻射能，來獲取目標物體的信息，關鍵變量是大氣的純潔度、地物波譜特性和太陽輻射強度。因此這類技術通常用于檢測各種污染，目前發展已經成熟。

　　2、熱紅外遙感技術

　　熱紅外遙感技術原理是一切物體輻射和其自身的溫度及種類是相對應的電磁波，針對的是地面電磁波的輻射源，主要探測其輻射性能，包括發射率和溫度。此技術可以在短時間內對大面積地表的溫度的分布情況進行重復觀測。

　　3、微波遙感技術

　　微波遙感不僅具備全天候和全天時的觀測能力，還具有信號豐富、包含幅度相位極化等信息的特點，且對地球覆蓋層的穿透力也較強。微波在傳播過程中，由于傳播介質的不穩定使目標預期會產生反射、散射、投射等現象，因此該技術基于經驗建立公式或模型，使信號和目標物體能夠有一個嚴格的對應關系，從而可以推導出相應的運動特性和物理特性，提高辨認和識別目標的能力。

　　遙感技術在環境各方面的應用

　　1、水環境中的應用

　　對水環境的遙感監測是基于污染水與清潔水的反射光譜特征分析，清潔水體的反射率要低于污染水的反射率，而在遙感影像中，水體表現為暗調，可以明顯地在紅外頻譜段上表現出來，因此，可以將水體光譜特性和水色作為水質遙感監測的指標。海洋在地球表面占面積約為70%，海洋可以緩沖太陽輻射引起的大氣自然溫度變化，可以調整極端的氣候變化。因此其中的污染也是需要重視的。目前對于海洋的污染觀測主要是海水的顏色、表面溫度、表面粗糙度和表面坡度。遙感技術對海洋監測體現在能夠提供天氣數據;實現長時間的重復探測;進行大面積的同步觀測;能夠探測到遙遠區域的數據。通過遙感監測海洋表面溫度而得到的數據可以通過繪制分析得到海洋的近況和風力強度。

　　2、大氣監測中的應用

　　大氣遙感原理是大氣中不同氣體中有微量成分，尤其是大氣污染的主要原因是氣溶膠含量和各種有害氣體無法被直接的遙感識別，而其中的微量成分有著固定的輻射和吸收光譜，因此可以通過測量這些成分的光譜而監測大氣結構、狀態以及變化。大氣遙感監測主要是利用氣象衛星對大氣的溫度及水蒸氣進行定期的檢測，主要的電磁波譜是近紫外線到紅外線的范圍和微波范圍。大氣遙感監測是一項高新技術，靈敏度和分辨度都較高，還具有多組分、實時和快速監測等特點。

　　3、土地和地面中的應用

　　隨著全球變化問題的不斷嚴重，要求數據可以描述大范圍土地的覆蓋特性，因此，以人造衛星為基礎的遙感技術可以依據多光譜掃描儀通過區分不同土地覆蓋類型的光譜進行分類。地面發生污染后，污染區內的植物的光譜和正常區域內植物的光譜是有區別的，因此可以定期對地面的植物進行分辨。對于建筑物，可以基于其高反射率和形狀的規則性進行檢測。地面的遙感監測技術不僅可以可靠地對城市擴大的規模及速度進行跟蹤，還能夠對隔熱性差的建筑物造成的熱損失進行監測。

　　編輯點評

　　總而言之，遙感技術在環境監測中的應用意義重大，也符合可持續發展戰略的需求，在今后會隨著高性能傳感器研發水平的提高，以及對遙感數據精度要求的增加，會朝著高空間和高光譜分辨率的方向有所發展，也將會在環境檢測中有更廣泛的應用，也會更加有利于環境保護。

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（來源：農業環境科學）

文章鏈接：中國化工儀器網 http://www.chem17.com/news/detail/111088.html