遥感论文

遥感在环境监测方面的应用综述

专业：资源环境与城乡规划管理

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摘要：遥感技术在环境方面的应用广泛且发展迅速，对于实下与我们息息相关的自然灾害的监测；对于环境污染程度的了解；对于各方面土地资源的利用情况都有很好的优越性。

关键词：遥感、监测、核心、环境、光谱、遥感图像、图像解读等。

遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。是由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上，它是遥感系统的重要设备，它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。

国家环境信息系统的建立是遥感与地理信息系统技术实用化的必然结果。国家环境信息是国家的重要战略资源，环境数据库是国家环境信息建设的核心。

环境遥感是通过摄影和扫描两种方法获得环境污染的遥感图像的。摄影有黑白全色摄影、黑白红外摄影、天然彩色摄影和彩色红外摄影。彩色红外摄影效果最好，获得的环境污染影像轮廓清晰，能鉴别出各种农作物和其他植物受污染后的长势优劣。扫描主要是多光谱扫描和红外扫描，用于观测河流、湖泊、水库、海洋的水体污染和热污染有较好效果。在红外扫描图像上常能发现污水排入水体后的影响范围和扩散特征。

近年来我国自然灾害发生频繁、损失严重，环境污染、生态破坏形势严峻环境问题已对我国国民经济和社会发展造成了严重影响。面对日益严重的灾害和环境形势，我们的环境监测和研究手段还停留在常规地面站监测阶段，无论从时效上还是从全面掌握的程度上都不能满足国家减灾与环境保护事业的需求。近年来，国内外大量实践表明：遥感技术是环境与灾害监测预报的强有力手段，环境与灾害监测预报小卫星星座的建立将帮助我们迅速、准确、较低成本地获取灾害和环境信息，及时、全面掌握我国自然灾害、生态和环境污染的发生、发展与演变过程，为防灾、抗灾、救灾和遏止生态破坏与环境污染提供科学的决策依据。利用卫星遥感技术监测大范围的灾害与环境变化不仅省时、省力，而且具有其他手段不可替代的优越性。

遥感在环境研究中的优越性主要体现在其观测范围广、获取信息量大、实时性好、动态性强以及调查的客观性等。

1.利用遥感取得环境观测资料时，是以远距离观测凡是进行的，因此

不会影响观测本身以及其周围的环境条件，保证了观测的客观性。

2.基于遥感平台的特殊性，遥感图象以高空鸟瞰的形式获得，遥感图

象能把大面积的环境资源尽收眼底，能够获取人类不能或不易调查的区域，提高了调查的全面性和彻底性。

3.遥感图象的多点位成像技术，可以染人们进行有限的的立体观测，

提高了环境调查的直观性；紫外线、可见光、近红外、远红外、微波等波段的成像信息，弥补了人眼只可观测可见光的限制，把可见波段划分为单色光或更小的波段，更详尽地暴露全色光现象的细节，提高了人眼的观测精度。

4.遥感图象的周期性成像，有利于动态监测和研究、对比不同的成像

资料，不仅可以研究地面物体的动态变化，为环境监测以及研究事物发展变化规律提供条件，而且还可以即使发现病情、灾情，为科学预报提供依据与资料。运用遥感技术进行地面普查，比传统的野外调查不仅速度快、范围广、而且可以代替人类在边远或危险地带的工作，经济效益明显。

现代遥感技术系统主要由遥感平台、传感器以及遥感信息的接受和处理三部分组成。遥感在环境领域的应用，主要在大气环境监测和水环境监测两个方面。遥感对大气环境监测主要有如臭氧层监测、大气气溶胶监测、有害气体监测等。对于火山爆发、森林火灾或工业废气等产生的大气气溶胶，可直接在遥感图象上确定污染的位置和范围，并根据其运动，发展规律进行预测、预报。对于有害气体对环境的影响，可以通过间接方式来调查。如有害气体对植被有一定程度的污染，受污染的植物对红外线的反射能力下降，其颜色、形态、纹理及动态指标都不同于正常植被。基于此点，可以间接分析污染情况。

目前，遥感技术在环境保护中主要应用于：

1.大气环境遥感：利用陆地卫星图像可分析工厂的烟尘污染，（如在陆地卫星相片上能清楚地看到炭黑厂的黑烟尘。）卫星遥感可在瞬间获取区域地表的大气信息，用于大气污染调查，可避免大气污染时空易变性所产生的误差，并便于动态监测。大气环境遥感主要应用在气溶胶、臭氧、城市热岛、沙尘暴和酸沉降等方面监测研究之中。

2.海洋环境遥感：气象卫星除能提供卫星云图进行天气研究以外，也能对河流排泄的泥沙混浊流和海上漂油进行监测。海洋卫星能够监测海洋表层的许多污染状况。海洋遥感覆盖面积大，具有同时性，能够几乎在同等条件下把获得的资料同船舶测点取样进行对比，能连续、长期而且快速地观测海洋的特点，而且可以得到用船舶观测法不能完整观测到的海洋特征，如海洋表面水温、海流移动、海水分布、波浪、沿海岸泥沙混浊流，以及赤潮、海面油污染等。在进行海洋遥感的同时，仍可利用水面舰船、浮标、海滨研究站，以及采取潜水等方式配合观测，使遥感获得的资料能得到验证和更好的利用。（美国1978年 6月发射第一颗海洋卫星,每36小时的观测面覆盖全球海洋面积达95%。）海洋卫星装有微波和红外仪器等。海洋遥感所得图像能识别出浮游生物富集区位置、赤潮、各种自然和人为原因造成的混浊流、倾倒的垃圾污物、河口地区及沿海地带的环境特征、海上油污等。

3.水环境遥感：遥感卫星上也反映大面积水质差异变化。因为水的温度、密度、颜色、透明度等的变化往往导致水体反射光能量变化，并在遥感图像上反映出来。（如海面受到污染后，被油污覆盖的水面，蒸发受到抑制，温度高于四周水面，在遥感图像上，油污处出现浅色。）从卫星相片上可发现大工厂排出的废水有时形成一股污染流,产生周期性的水团运动,形成复杂的水混合和扩散现象。水体受污染后，水的物理、化学和生物特性都有变化。富营养化的水体中某些藻类繁殖生长，这在遥感图像上也能反映出来。工业废水、废渣有时形成地面污染，范围一般较小，从比例尺较大的航空遥感图像可以发现这种现象，并能测出污染的面积，判明污染的特征。比例尺较小的卫星图像有时也能看到地面污染的大致轮廓。水色遥感的目的是试图从传感器接收的辐射中分离出水体后向散射部分，并据此提取水体的组分信息。水环境遥感的任务是通过对遥感影像的分析，获得水体的分布、泥沙、叶绿素、有机质等的状况和水深、水温等要素信息，从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价。

4.植被生态遥感：植被生态调查是遥感的重要应用领域。植被是环境的重要组成因子，也是反映区域生态环境的最好标志之一，同时也是土壤、水文等要素的解译标志。植被解译的目的是在遥感影像上有效地确定植被的分布、类型、长势等信息，以及对植被的生物量做出估算，因而，它可以为环境监测、生物多样性保护及农业、林业等有关部门提供信息服务。

5.土壤遥感：土壤是覆盖地球表面的具有农业生产力的资源，它还与很多环境问题相关，比如流域非点源污染、沙尘暴等。利用遥感监测与土地执法动态巡查相结合，可以最大限度地做到及早发现土地违法行为，特别是能够及时发现因执法监察工作不到位而隐漏以及因交通不便不易通过巡查发现的土地违法行为。地球的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈与土壤相互影响、相互作用。土壤遥感的任务是通过遥感影像的解译，识别和划分出土壤类型，制作土壤图，分析土壤的分布规律。

综观遥感技术在环境领域的应用：一方面环境问题为遥感技术的应用提供了舞台，另一方面环境问题的研究也促进了遥感技术的进一步发展。这两个方面相互促进，使作为环境科学和遥感科学的交叉学科的环境遥感成为研究热点之一。目前，环境遥感已经成为全球性、区域（流域）性乃至城市层次的生态环境问题研究的重要手段，为生态环境规划和环境系统研究提供了强有力的工具和有效的方法。

利用遥感技术开展环境监测、环境调查是一种快速、准确、经济、有效地方法。遥感技术的应用，把我们的视野提高到了一个新的境界，充分利用遥感技术的各种优势，进行科学研究和其他成果的转化应用，是今后提高环境监测工作水平的发展方向，也是完成环境监测任务的有效途径。随着我国卫星技术的进一步发展，我国的遥感应用领域也将进一步得到拓宽，遥感技术作为高新科技的先进性也将进一步得到体现，应用前景更加广阔。