2022年遥感技术在环境保护中的应用 .pdf

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1、遥感技术在环境保护中的应用地球是人类赖以生存的摇篮，为人类生存与发展提供了一切广袤的空间、新鲜的空气、肥沃的土壤、清洁的水源、丰富的食物等等。随着人类社会、经济建设进程的推进， 人类面临着环境被破坏、 被污染的严重威胁。“保护环境，治理污染”已被提高到维持人类生存和可持续发展的战略高度来认识。以地面定点观测为主的常规监测技术是环境监测早期有力的手段，目前以点带面的常规监测正发展到以环境质量监测为主，力求各种先进的技术手段全时段、全方位综合考察。遥感技术由于具有时间、 空间和光谱的广域覆盖能力，是获取环境信息的强有力手段，已成为环境保护最重要的监测手段之一。目前已经在大气环境监测、水环境监测、

2、固体废弃物监测、 自然生态环境监测、 重大开发项目和重大工程监测、重大环境灾害事件应急等方面得到广泛的应用。1.大气环境遥感监测大气环境的遥感调查主要指通过遥感手段调查对产生大气污染物质发展源的分布、污染源周围的扩散条件、 污染物的扩散影响范围等， 如辅以少量地面同步监测数据， 可以定量分析污染物浓度的梯度变化值。利用遥感技术对大气环境的监测主要内容有：臭氧层监测、气溶胶含量监测、温室气体监测、大气热污染监测等。这些遥感监测的气体属痕量、气溶胶或有害气体，比如臭氧(O3 )、二氧化碳 (CO2)、二氧化硫 (SO2 ) 、甲烷 (CH4 )等，这些气体的物理一般不能用遥感手段直接识别，但由于水

3、汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征，如影响水汽分布的主要光谱波长在0.7m , O3 在 0.550.65m 之间存在一个明显的吸收带等，因此通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。目前常用的大气环境监测方法主要有两类， 一类是根据污染地区地物反射率发生变化，边界模糊的情况来对大气污染情况进行估计； 另一类是间接方法， 即根据植物对污染的指示性反演大气污染，一般是根据植被中污染物含量与遥感数据中植被指数的关系估计大气污染的情况。通常采用两个非常好的大气窗来探测这些大气组分，即位于可见光范围内的 0.400.75m 的波段范围和在

4、近红外和中红外的0.85m、1.06m、1.22m、1.60m、2.20m 波段处。2.水环境遥感监测名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 水体及其污染物的光谱特性是利用遥感信息进行水环境监测和评价的依据。不同种类和浓度的污染物， 使水体在颜色、密度、透明度和温度等方面产生差异，导致水体反射波谱能量发生变化，根据遥感图像在色调、 灰阶、纹理等特征上反映的影像信息的差别，从而识别出污染源、污染范围、面积和浓度等。随着遥感

5、技术的革新和对物质光谱特征研究的深入，可以监测的水环境参数种类也在逐渐增加，主要的水环境监测参数包括水中叶绿素、泥沙含量、悬浮物、藻类、化学物质、溶解性有机物、 热释放物、病原体和油类物质等， 并大致可以分为四大类：浑浊度、浮游植物、溶解性有机物、化学性水质指标。一般通过辐射值估测水体各组分含量有三种方法:理论方法、经验方法和半经验方法。常采用的遥感数据主要包括美国 Landsat卫星的 MSS、TM、ETM+数据，法国 SPOT 卫星的 HRV数据，气象卫星 NOAA 的 AVHRR 数据，印度遥感 IRS 系统的 LISS 数据，日本JERS 卫星的 OPS(光学传感器 )接收的多光谱图像

6、数据，中巴地球资源1 号卫星（CBERS-1/2）CCD 相机数据，环境减灾卫星CCD 数据。此外航空航天高光谱数据也是水环境遥感监测的数据来源，如美国的EO-1Hyperion 高光谱数据、美国的 AVIRIS、 加拿大的 CASI、 芬兰的 AISA 、 中国的 PHI 以及 OMIS、 SEAWIFS数据等。3.固体废弃物遥感监测利用遥感技术对固体废弃物进行监测管理，即根据有关的遥感图像解译标志，定期利用高分辨率遥感图像为信息源进行固体废弃物堆积的监测，从空间分辨率上要求比较高，达到3m10m 的水平。利于从光谱特性中区分出城市固体废物的主要参量有：固体废物的含水量、 固体废物的有机质含

7、量及表面粗糙度等。利用这些参量与光谱的关系， 通过选用合理的阈值， 可以有效去除与城市固体废物无关的像元， 以突出城市固体废物。 统计中的监督分类和非监督分类法也适用于固体废物的分类处理。 对图像进行非监督分类， 参考假彩色合成图像， 去除与城市固体废物无关的类别， 再将剩余图像进行样区选取和训练统计；进一步进行监督分类，调整可信度，同时加入空间地理信息，得到最终分类结果。目前固体废弃物遥感监测的内容有：工业、生活垃圾的堆放状况，堆放点的分布，堆放点的面积、数量等，优化垃圾处理处置场。4.自然生态环境遥感监测名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

8、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 目前多源、多尺度的遥感数据为生态环境遥感监测提供了充足而翔实的数据源，遥感处理软件和计算方法及模型也日益成熟，各种生态环境遥感监测实验和实际工作在全国范围内已全面展开。 当前生态环境监测中应用较多的指标属于土地利用 /土地覆盖范畴，其他很多指标可由该指标派生或分化得到。自然生态遥感监测还包括根据研制的专题数据，利用算法与模型进行定量反演， 主要包括表土温度、植被生物物理参数（叶面积指数、植被覆盖度、冠层温度等）、净初级生产力、净生态系统生产力、表土含水量或湿度、表土

9、粗糙度、景观格局、生物多样性等定量信息或产品。5.重大开发项目、重大工程遥感监测许多重大开发项目、 重大工程不仅工程时间长， 而且波及面广， 工程建设的后续影响难以预料， 所以需对工程效果进行长期跟踪监测，如三峡工程、 南水北调工程、青藏铁路工程、 上海浦东开发区等引起的环境问题及工程建成后的环境状况令世人注目。此外，利用遥感技术进行动态、连续、准确的监视与评价辅助重大工程的规划、开展和决策，如2008 年的北京奥运会完美落幕，遥感技术作出重要的贡献。 申奥之前， 遥感技术测定北京的气象和环境数据，保障奥运会召开的时间； 筹办阶段， 遥感技术帮助北京进行地形规划，监控场馆建设进度及质量，制定完

10、整的安全保卫电子信息系统；奥运会举行期间， 遥感技术时刻为奥运场馆的安保、 交通提供便利。 在奥运召开前期， 中科院面向北京奥运大气环境保障需求，由中科院主持的“北京及周边地区奥运大气环境监测和预警联合行动计划”项目，为北京市政府的大气环境保障决策提供了有力的支撑。此外在奥运会期间，中科院遥感所提供了青岛浒苔分布卫星遥感监测图、分析报告和奥帆赛区浒苔面积及周边海域浒苔分布、重量估算； 确定浒苔灾害发源地点和时间；提供了奥帆赛区浒苔面积、 密集度航空遥感高精度定量监测结果。为决策部门提供准确的数据支持和决策依据。6.环境灾害应急遥感监测采用遥感监测系统， 可对环境污染事故的遥感跟踪调查，实时、快

11、速跟踪和监测突发性环境污染事件的发生、发展，预报事故发生点、 污染面积及扩散速度及方向， 估算污染造成的损失并提出相应的对策，把造成的损失降低到最低限度。随着高空间分辨率卫星的成功发射，如美国空间影像公司成功发射的IKONOS名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 高分辨率卫星，其全色影像分辨率为1m，美国的 QuickBird 卫星，其空间分辨率高达 0.61m。利用遥感技术可以从这些高分辨率遥感影像中自动提取地物的形

12、状、位置和属性等信息， 能够轻易分辨出防震减灾工作中需要的基本要素、如建筑物、构筑物、道路和桥梁，从而节省大量的人力和财力。如中科院遥感所于2003 年完成的“淮河水灾航空遥感监测”项目，其监测数据和分析结果为国家决策层提供了全面、详细的洪灾灾情信息。2008年， “5?12”汶川大地震发生后，航空雷达遥感、 光学遥感就成为大面积快速获取灾情信息的有效手段，有效开展了灾区无人机遥感监测、 堰塞湖遥感监测、 生态环境遥感监测以及损失评估监测等，为汶川抗震救灾和灾后重建发挥着重要的作用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -