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环境保护

遥感技术在环境监测中的应用

2017-08-11 14:40:08来源:网络浏览:评论:0
  随着科学的发展遥感技术已经成为环境监测的有效手段。遥感就是根据不同物体产生不同电磁波的特性来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。   遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定、大气生态效应、污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化,从而获得全面的综合信息。遥感技术在我国的应用现状:   1遥感技术用于监测海洋石油污染   利用遥感手段对湖泊(海洋)生态的监测与研究,主要利用水体中的物质,特别是能进行光合作用的飘浮有机物质、无机颗粒物与入射光相互作用而产生水色变化进行工作。由于浮游植物中的叶绿素对蓝光、红光有较强的吸收作用,可用来推算水体中的叶绿素分布情况。此外,有机、无机颗粒物质可吸收入射光,影响水体的透明度等   2遥感技术用于监测森林火灾和草场演化   将卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统等新技术相结合,可以根据气候、可燃物积累和含水量、林木组成等预测火灾可能发生的地区、时段和火灾等级,以采取防范措施;在火灾发生时,可监测其过程和发展趋势,为及时消灭火灾提供第一手资料;在灾后可迅速查明损失,同时对生态环境的变化进行监测评价。   草场资源是牧业的基础,也是影响生态平衡及自然环境质量的重要因素,应用卫星遥感建立的草场动态监测系统,可监测草场资源变化和草畜平衡状况,并对火灾、雪灾、草场退化和沙化等草场灾害进行实时评估,从而指导合理开发、利用草场资源,维持生态平衡、保护自然环境。   3 遥感技术用于城市环境监测   目前遥感技术在城市环境监测方面的应用主要表现在:   (1)城市土地利用分类及变化研究,主要是利用LandsatTM数据进行,结合历史用地状况,现状及未来用地规划建立土地利用变化的调控和管理。   (2)人口分布、工业分布格局、经济结构变化的调查;利用遥感技术获得的信息可为政府部门的决策和管理提供依据。   4 卫星遥感用于大气环境监测   4.1臭氧层监测   由于臭氧对0.3微米以下的紫外区的电磁波吸收严重,因此可以用紫外波段来测定臭氧层的臭氧含量变化。在2.74毫米处有个吸收带,可用频率为11083MHz的地面微波辐射计或用射电望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布。又由于大气中臭氧含量高则温度高,又可以用红外波段来探测。   4.2大气气溶胶监测   通常把大气中的烟、雾、尘等归属于气溶胶。大气中的这些物质一般由火山爆发,森林或草场火灾,工业废气等产生,在遥感图象上可直接确定污染物的位置和范围,并根据他们的运动、发展规律进行预测、预报。由这些污染物形成的在低空漂浮的尘埃,可通过探测植物的受害程度来间接分析。   4.3有害气体的监测   人为或自然条件下产生的SO2氟化物等对生物肌体有毒害的气体,通常采用间接解译标志进行,植被受污染后对红外线的反射能力下降,其颜色、纹理及动态标志都不同于正常的植被,利用这些特点就可以间接分析污染情况。   4.4城市热岛效应的监测   传统采用的流动观测和定点观测相结合的方法进行。但这些方法耗资大,观测范围有限,受各种因数的影响大,具有较大的极限性。遥感技术的使用,实现了定性到定量,静态到动态,大范围同步监测的转变,已经深入到可分析提取“热岛”内部热信息的差异。   5 遥感在水污染的监测方面的应用   5.1水域分布变化和水体沼泽化   水体总体反射率较低,在波长0.5-0.7微米处相对较高,0.7微米以后由于水体红外光吸收严重,反射率很低。对水域分布变化以选用1.55-1.75微米的多时域影像为适宜。沼泽化在多时域图象上反映为水体面积缩小,从水体向边缘呈规律变化,显示出程度不同的植被特征。   5.2水体富营养化   当水体出现富营养化时,由于浮游植物中的叶绿素对近红外光具有明显的“陡坡效应”,因此这种水体兼有水体和植物的光谱特征。在彩色红外图象上,呈现红褐色或紫红色。   5.3泥沙污染   水体中泥沙含量增加使水反射率提高。随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加,水体反射量逐渐增加,反射峰亦随之向长波方向移动,即红移。又由于水体在0.93-1.13微米附近对红外辐射吸收强烈,所以反射通量降低和受水分瑞利散射效应干扰,不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段。定量判读悬浮泥沙浓的最佳波段应在0.65-0.85微米之间。   5.4废水污染和水体热污染   废水由于水色与悬浮物性状千差万别,特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水污染一般用多光谱合成图象进行监测。有的根据温度的差异也可用热红外方法测定。热污染用热红外传感器很容易探测到。其图象可显示出热污染排放,流向和温度分布的情形。对图象进行伪彩色密度的分割可绘制等温线,测出水中温度分布。   6 卫星遥感在固体废弃物的监测方面   近年来利用遥感技术对我国多个城市的工业废渣和生活垃圾及堆放地与污染状况进行了监测,如中国环境科学研究院在“八?五”期间采用遥感方法对北京市的垃圾堆放场作了监测研究。
 

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