遥感技术应用

遥感技术的应用

一、基本概念：

定义：遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线，对目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功，大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。

基本原理:任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。

二、遥感技术的应用：

1.在环境监测中的应用；

（1）在海洋环境中的应用：海洋的陆地环境和大气的物理化学和生物学影响，是不可

忽视的，从全球范围来讲，海洋起到一个很好的缓冲作用，能够对大自然的自然温度变化，起到很好的缓和作用，进而缓解极端气候变化。从区域尺度方面来说，沿海区域海洋是洪水泛滥的潜在因素，对当地气候有着非常重要的影响，应当不断加强通过卫星遥感技术，来对航海环境风险进行检测。伴随着海洋卫星的问世，海洋监测进入新阶段。目前，太空对海洋的主要观测，主要针对的是表面温度、粗糙度、坡度以及海水颜色，通过对海洋表面温度的遥感监测数据，能够对全球海洋的变化进行观测，通过对海洋表面温度及高度的绘制工作，能够实现对海洋近况及海面风力程度的了解，将大气尺度和海洋尺度之间的关系予以建立。能够提供天气数据，有利于对海洋从数小时到连续数周重复探测功能的实现，能够对大面积时间同步观测，探测范围较广，对于普通探测较难达到的区域数据，通过遥感就能实现。但是海洋特殊性比较突出，加上遥感探测技术的局限性，遥感观测数据会存在一定误差，遥感数据的取得，应当以具体测量技术数据的校准和修正工作为基础。

（2）在大气环境中的应用：气溶胶属于比较稳定的悬浮体系，主要是有液体或固体微粒，平均分散在气体中而形成的。关于气溶胶粒子的来源方面，是一个比较复杂问题，其来源比较广泛并且纷繁复杂，可以是通过地球表面岩石和土壤风化作用，也可以通过风浪作用，使海水泡沫进行飞溅，进而在海洋表面形成海盐粒子、孢子、植物花粉，关于液态或固体粒子的产生方面，主要是通过人类燃烧活动和自然火灾，或者是通过工厂排放的气体或发生的化学反应而产生等等。20世纪七十年代中期，在国际上，开始通过卫星遥感资料，来研究反演大气气溶胶。通过激光雷达遥感技术的应用，为更高时间和空间分辨率，对地球大气参数变化和特性的研究工作，提供了更大的可能性，伴随着研究工作的深入开展，不同类型的地面基础雷达系统，能够实现对地球大气层的持续探入，将激光雷达和其他遥感技术结合起来，能够对臭氧和颗粒物质的特性进行测量，这些特性包括许多方面，比如日变化、光学深度、空间分布、空间分层等等。在对区域和全球尺度上地球大气层中气溶胶垂直可变性观测

方面，已经或即将被运用空运和空间的激光雷达系统。

（3）在水环境监测领域中的应用：在环境问题的调查和监测方面，高光谱遥感具有非常显著的作用，能够通过特有的高光谱分辨率，有效识别水体污染的浓度，比如，在监测海洋赤潮时，传统的是采用遥感技术来开展监测工作，但遥感器性能具有一定的局限性，无法开展定量分析工作，导致不能完成对赤潮的准确检测，对赤潮的进一步分类研究更无从说起。然而，对于高光谱遥感数据来说，其具有较高的分辨率和较强的波谱连续性，使赤潮的准确检测和分类识别成为可能。关于内陆水环境遥感研究工作方面，一些学者以靖边县城的芦河为例，对不同泥土含量和水体光谱反射率的关系进行了定量研究，对高光谱遥感探测水污染程度的可行性方面，做出了深入研究。澳大利亚的相关科研机构，曾经利用Mokoan 湖地区的CAS 高光谱数据，通过地面取样和实验室分析工作的结合，利用特定模型，对浑浊水体中低浓度藻类空间分布进行探测并绘制，对海藻的种类进行识别，对颗粒、海藻和色素的浓度进行相关的工作，并且在这三个方面，都取得了良好的效果。除此之外，通过遥感数据，来对水体吸收和散射系数，开展相关反演工作，以此来完成对水体污染状况判别。

2.在地质灾害中的应用：

（1）突发地质灾害中的应用：遥感技术已经在滑坡等突发地质灾害领域得到了广泛

的应用，主要用于滑坡的区域调查以及动态监测两个方面。对于滑坡的调查研究主要数据为陆地卫星影像，主要的方法是目视解释，前不久日本编制了1:5万全国滑坡分布图，我国在青藏铁路沿线也利用遥感图像划分了泥石流的危险区域。我国是一个地质灾害频繁发生的国家，地质灾害发生地域较广、频率较高、种类较多，而且损失较大。对于地质灾害严重危险的地区进行监测，可以预防大型地质灾害事故的发生，遥感技术在这一过程中发挥重要作用。泥石流是一种广泛分布的自然灾害，泥石流发育原因比较多，在不同地区特点不同。主要有

两类，一类是物质因素，一个是动力因素。我们可以直接利用卫星遥感图像对于植被的覆盖程度、岩石的裸露程度以及岩石的构造发育程度等等进行图像解释，我们可以采取卫星遥感图像判断泥石流的隐患区，然后再结合其他科学技术建立泥石流隐患区的遥感图像特征，最后对于特征进行综合考量，判断这一流域是否存在泥石流隐患。

（2）土地荒漠化中的应用：我国现有荒漠化土地约为260万平方公里，土地荒漠化每年造成的损失大约为500亿元，每年荒漠化的面积仍旧以2500平方公里的速度在进行扩散，因此对于土地荒漠化进行监测和防治，已经成为当前紧迫的任务。在2010年对于粤北山区进行石漠化的调查过程中，技术人员广泛采用了遥感技术。通过植被的覆盖情况以及生长情况的差异，我们将粤北地区的石漠化分为重度石漠化、中度石漠化以及轻度石漠化三个等级，利用卫星图像数据进行遥感解释，测算出整个地区石漠化的面积，可以判断出石漠化地质灾害的发育特征以及变化情况，为下一步石漠化地质灾害的防治工作提供可靠的数据支持与技术保障。卫星遥感技术具有监测信息量大、监测范围广泛以及精度较高的特点，所以可以利用他的时效性和动态性对于土地荒漠化进行动态监测和预报，这种优势是传统的监测方法难以企及的。总的来说我们可以利用对于遥感技术图像的解释，获得被调查区域的重要地质灾害信息，及时获取和解读，为调查地区的地质灾害的防治提供可靠的数据，从而确定人类活动对于调查区域的影响，也有助于野外地质灾害调查的指导以及灾害调查工作。

（3）在地质灾害治理中的应用：地质灾害是一种不良的倾向，因此无论是滑坡泥石流等个体灾害，还是它们所组合成的群体灾害，在卫星遥感图像上所表现出的形态以及色调等等与周围的自然环境均有明显差别。因此我们可以对于滑坡泥石流等自然灾害的规模以及特点都能够在卫星遥感显示出的特性。通过卫星遥感图像进行解释，我们可以判定调查区域内发生的地质灾害点以及地质灾害的隐患地点，充分掌握其分布和形成特征以及危害的程度。经过数十年的推广，遥感技术在地质灾害的调查中已经从实验阶段走向广泛应用的阶段。特