遥感在环境科学中的应用

【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《遥感在环境科学中的应用》，欢迎阅读！

遥感在环境科学中的应用

摘要：20世纪80年代以来，遥感信息技术在环境保护领域的应用得到了长足发展。遥感信息技术导致环境保护领域的研究范围、内容和方法的重要变化，标志着环境信息获取和处理方法的一场革命。

关键词：遥感信息技术 环境保护

目前，遥感技术广泛的应用于我国的各种行业，如测绘行业的遥感测图；农业行业农作物估产、受灾调查；林业和牧业资源调查；地质矿业选矿应用；考古学中的考古发现；军事侦察等。而近几十年来兴起的环境遥感就是利用遥感技术揭示环境变化、环境污染性质及污染物扩散规律的一门新学科。遥感技术已经成功的应用于环境监测、环境保护。 1. 遥感在环境领域的应用

目前，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。 无论是航天遥感还是航空遥感都会因为大气影响而使信息有所衰减。所以传感器接收到的信息就会“失真”。而这种“失真”的信息正是遥感研究大气环境污染的基础。目前利用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。臭氧对0．3微米以下的电磁波吸收严重，美国国家科学院就是利用遥感影像，探测出南极上空有个臭氧洞。气溶胶指悬浮在大气中的各种液体或固态微粒，它是一种很重要的大气成分。大气气溶胶散射光学厚度则是气溶胶粒子各个特性参量的综合效应。对于火山爆发、森林火灾或工业废气等产生的大气气溶胶，可直接在遥感图像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。如二氧化硫、氟化物等有害气体对植被有一定程度的污染，受污染的植被对红外线的反射能力下降，其颜色、形态、纹理及动态标志都不同于正常植被。基于此点，可以间接分析污染情况。

遥感在水环境方面主要用于监测水域分布变化、水体沼泽化、富营养化、泥沙污染、废水污染、热污染等。由于水体对红外线吸收严重，反射率低，对水域分布变化以1．55。1．75微米的多时域影像为宜。而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”，因而水体兼有水体和植物的光谱特征。水中泥沙含量增加使水反射率提高，根据遥感图像上水体灰度变化情况可以推测水体受泥沙污染的程度。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，因此，废水污染，一般用多光谱合成图像进行监测。同时，有些污水和清洁水温度不一样，也可以用热红外方法测定。热污染大多是从工厂中排出的热水造成的。它严重影响水体中的生物生长环境，当用热污染的水灌溉农田时，也会影响农作物的生长。热污染用热红外传感器很容易探测到，分析热红外图像，可得知热污染水的排放强度，流向，温度分布等。此外，遥感还可监测和预测海域环境变化。如调查常见的海面石油污染、海洋赤潮研究等。国家海洋局1998年成功地对渤海发生的赤潮进行了动态观测和遥感影像制图。

此外，遥感技术还可用于城市污染的监测，可对城市的工业废渣和生活垃圾及堆放地和污染状况进行监测，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。城市热岛效应是城市化发展中一个不可避免的现象，利用遥感卫星，可以动态，大范围的研究“热岛”内部的热信息。研究城市热岛效应则一般选用红外扫描图像，其原理就是从图像灰度值的差异中提取地物热信息的差异：灰度对应地物的热辐射强度，灰度值越大，反应地物温度越高。遥感在城市热岛效益方面的研究可归纳到遥感在大气的热污染方面的应用。 2. 环境遥感的优越性

提到环境，人们可能首先想到利用化学、生物和仪器的手段去监测。随着科学的发展，遥感技术已成为环境监测和预报的有效手段。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，是以远距离观测方式进行的，因此不会影响观测对象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，遥感图像以用高空鸟瞰的形式获得，遥感图像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。例如，一张比例尺为1：3．5万的23×23厘米的航空相片，可以表示地面60余平方千米的实况，而且可将连续的相片镶嵌为更大区域的相片图；卫星图像的视域更大，一张陆地卫星多光谱扫描图像，可以表示地面34225千米(相当于我国海南岛的面积)的实况。

(3)遥感图像的多点位成像技术，可以让人们进行有限的立体观测，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，把可见光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，提高了人眼的观察精度；

(4)遥感图像的周期成像，有利于动态监测和研究、对比不同时相的成像资料，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．而且还可以及时发现病情、灾情，为科学预报提供依据与资料。

(5)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。随着遥感图像的获取技术和对遥感图像的分析技术的不断提高，这些优势将日益显著。

随着相关学科领域的发展，遥感图像的获取技术在不断的进步当中，空间分辨率不断的向分米级，厘米级发展，光谱分辨率的不断细化，遥感向多极化，多波段及多种工作模式发展，这都将提高遥感图像的质量，扩大遥感的应用领域；遥感图像处理技术的不断提高，如神经网络、小波分析、认知模型、专家知识库，人工智能、模糊技术等知识的引入与应用提高了遥感图像的认知能力。多源遥感数据(多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度和多空间分辨率)的融合和复合应用，是当前遥感技术应用的重要发展方向之一。“3s”技术在环境科技上已有不同程度的应用，但大多是分散的，没有充分发挥多种新技术联合作战的巨大作用。未来以遥感、地理信息系统和全球定位系统作为主体构成的空间信息集成技术系统将完成其从理论、方法、技术框架到实施步骤的研究和应用，形成具有多维信息获取与实时处理特点的新的综合技术领域。“3s”一体化集成正向着快速、精确、实用和深入的方向发展。




参考文献

[1]http：／／rst．gsfc．nasa．gov／Intro／Part2_26a．html．

【2】http：／／www．energia．ru／english／energia／usp／dzz．html． 【3】http：／／www．rsgs．ac．cn．

【4】孙家捅，舒宁，关泽群．《遥感原理、方法和应用》．北京：测绘出版社，1997年6月．

[5】舒宁《微波遥感原理》．武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000年3月． [6】陈德超，益建芳．遥感技术及其应用．现代物理知识，2000，(3)．26～29.

[7】施益强，陈玲等．北京：遥感技术在环境科学工程应用中的进展科技导报，2002，(12)．25～29．

【8】范天锡．风云三号气象卫星的特点和作用．气象科技，2002，30(6)．321～327． 【9】李密文．遥感技术在坝上西部地区土地沙化变化趋势分析中的应用．河北地质矿产信息，2002，(2)．28—31．

【10】李密文．遥感技术在环境保护中的应用．河北地质矿产信息，2003，(3)．21～26． 【11】黄江玲．遥感和地理信息系统在环境保护中的应用．今日科技，2001年01期． [12】延昊，张晔萍等．东亚沙尘源地、沙尘输送路径的遥感研究地理科学进展．2002，21(1)．～90—94，T003，T004

【13】马丽欣，赵春，马丽巍．“3s”技术在环境保护中的应用及展望．中国环境管理，2002年06期． 【14】刘玉机，王艮．“三s”技术应用与环境科技发展．上海环境科学，1998，17(2)．45—46．

本文来源：https://www.wddqxz.cn/8bdac344b307e87101f696f8.html