遥感技术在大气环境监测中的应用探讨

罗楠楠 黄宇

摘要：近年来，随着科技进步，工业建设得到可迅猛的发展，随之而来的就是严重的大气污染问题，已经影响到了社会的可持续发展。因为大气污染问题具有区域性的特点，传统的检测手段已经不能满足大气环境管理的需求，而遥感技术的引入可以有效的解决这一问题，遥感技术具有效率高、成本低、检测范围广泛的优势，可以提升大气环境治理的有效性和可靠性。

关键词：大气环境检测;遥感技术;应用

1.遥感监测原理

所谓的遥感技术，就是通过仪器对一段间隔以外的物体或发生的某种现象进行实时的观测。遥感监测技术能够减少对物体或某种现象的直接接触，在远处即可获得所需要的信息，同时及时的辨认和分析该信息。在世界范围内，遥感技术属于先进的大气环境监测技术，遥感技术由于具有众多的优势而得到广泛应用，它在对污染源进行定位以及跟踪时不需要采样就能够完成;它能够将自动报警装置设置在技术应用中，如果出现了污染源，报警装置就能够对污染源对监测，对污染范围以及在大气中的扩散进行自动跟踪。根据波段不同，遥感监测技术一般可分为五种类型：一是紫外监测，二是可见光监测，三是微波遥感技术;四是热红外遥感技术;五是反射红外遥感技术。

2.遥感技术在大气环境监测中应用

遥感技术可划分为多种工作方式，通常我国所用到的遥感监测方式为主动式遥感监测和被动式遥感监测。前者一般是将波束或次波束通过遥感探测仪器自身向外发出，与被探测的物质吸收、反射等相互作用后产生回波，随后利用卫星及时检测这些回波;后者则是通过太阳光完成的，物体受到阳光的照射，对太阳光不同的吸收、反射和折射，另外加上接收物体自身所发射的红外光，进而很好的测量出大气成分。

2.1 检测大气气溶胶

在大气中，很多固、液态的可见与不可见的微粒或其他物质被称为气溶胶，它的范围也包括人们常常讨论的烟、雾、霾等。在遥感技术没有普及的时候，大气中的气溶胶很难通过大气环境监测技术发现并检测。但是在大气监测中，遥感监测技术的应用能够通过超高分辨率的卫星实时的监测到气溶胶空间具体的分布与其运动变化的趋势，将地面监测中存在的不足进行很好的弥补。

2.2 监测沙尘暴

在我国所出现的自然灾害中，沙尘暴发生的几率较高，它对人们的正常生活和生态环境造成了严重的影响，与此同时还使大气污染更加严重。沙尘暴具有突发性强、危害性大等特点，它也属于大气气溶胶的一种。1993年，我国科学家首次通过遥感技术对北京和天津的沙尘暴特性进行了监测，通过对数据的分析能够看出在出现沙尘暴时，可见光通道1和2的反射率有上升的趋势，不断增大的强度会导致反射率越来越大。现如今，通过长期的监测能够看出，红外通道数据能够准确的确定出沙尘暴的位置，同时也能够非常准确的监测出大尺度沙尘暴的运动轨迹。

2.3 监测臭氧层

在保护地球上的人类以及其他动植物时，臭氧层均起到了至关重要的作用，在进行大气环境监测时，臭氧层的变化情况能够通过遥感技术进行有效监测，空洞形成的位置也能够通过遥感技术进行全面掌握。

2.4 监测有害气体

在地球上，人和其他生物的生活会导致SO2、NO2等有害的气体不断地产出。当SO2、NO2等有害气体对植物造成污染以后，会导致其对红外光的反射率不断下降，而它的颜色的变化以及动态标志不同于正常植被所呈现的颜色。科研人员能够通过这一特点研究和分析植物的污染情况。在不同的像元上卫星遥感对植物的监测会有所呈现，人们能够将像元信息用自己的标准对比实际的土壤、植被、水体等，随后分析两者之间的相关内容，分类对照这些不同的像元信息。污染气体的信息与这些不同的像元信息相叠加以后，能够使污染物气体累加浓度信息得以显现。

2.5 监测城市热岛效应

所谓的城市热岛效应，就是人口在城市内大量聚集，导致呼吸、取暖、自身的大量热量聚集于城市的某一范围内，出现了该地区的气温明显比周围区域高的现象。城市热岛不仅是城市现代化发展的趋势，同时也是大气热污染现象。在进行大气遥感监测时，地物的温度能够通过热红外遥感进行测定，通过一定差异的热效应将热源有效的探测出来。通过遥感技术等量分割热图像，对区域正常情况下的等温线进行正确的绘制，如果温线变化在之后的检测中被发现，就能够表明影响温度变化的因素在这个地方存在。所以，大气遥感监测能够对城市热岛的时空分布特征、强度等进行准确的分析。

3.我国大气环境遥感监测的进展及展望

3.1 利用遥感技术监测大气污染与污染源

比如在某省通过红外扫描仪监测某露天煤矿时，对矿坑上空逆温层的形成与大气污染物扩散的关系进行了详细分析，对产生污染的条件有了一定的掌握，这些数据有利于露天矿的污染防治和预测预报工作;某省环保研究部门与中国环境科学研究院联合在某市以大气污染为监测目标，进行了持续的遥感监测;北京环保部门通过航空遥感技术分析了市区规划的烟囱高度及分布。

3.2 利用植物受污染的变化监测污染点

通过遥感技术，能够使植物的季相节律变化和遭受污染后的反应差异在遥感图象上得以呈现，通过植物受到污染所呈现出来的特性进行大气污染的演练，比如进行大气污染的范围、程度和扩散变化的确定，如在进行津渤环境遥感试验时，能够通过树冠影像的色调和大小在遥感图像上呈现出的差异，对二氧化硫、氟化氢等典型污染场进行圈定。

3.3 利用地面采样分析污染源

将遥感图象结合地面采样的结果进行有效的分析，比如利用遥感技术对津渤环境进行检测时，通过树木叶片的采集进行含硫、含氯量，以及树皮的 pH 值的测定，从而很快能够分析出二氧化硫、氯气、酸雾的污染。

3.4 利用遥感技术监测上空污染

在对污染地区上空进行分层采样时，可以通过飞机进行大气监测仪器的携带，随后分析处理这些数据，比如在监测某市大气气溶胶、飘尘、二氧化硫的时空分布特征和运移规律时，通过该方式能够准确的对上空污染情况进行测量。

近年来，我国不断增加的环境污染物排放总量导致污染范围呈现出逐渐扩大的趋势，因此需要对大气环境污染变化进行密切监视，对大气质量现状及未来的变化趋势进行全面掌握。面对日益严峻的环境污染，需要大力发展大气环境遥感探测技术，确保我国环境卫星监测与预报系统得到及时的建立与完善，并使其与地面环境监测网相结合，对大气成分的变化、大气污染与污染源、大气温度和密度以及地表温度和云的物理特性等进行共同监测。与此同时，在大力发展大气环境遥感监测技术的同时，要使其与对地观测技术相结合，对国际上资源环境卫星系统进行充分利用，引進国际先进的监测技术，对我国的大气环境遥感监测技术加大发展力度，同时将现有的环境监测网点和常规监测方法进行充分利用，通过遥感技术结合地面监测的方式，使我国大气环境遥感监测系统得到不断完善和提升。

4.结语

遥感技术不但能够准确、动态的监测出较大范围内的大气环境污染情况，实时的监测出大气环境污染变化趋势，而且能够快速准确的定位大气环境污染事情的发生，跟踪大气环境污染的发展以及监测大气环境污染的停止时间，从而提出有针对性的措施，将大气污染造成的损失降至最低。在今后的大气环境污染治理中，遥感监测技术所发挥的作用依然举足轻重，还能够有效的延伸到水环境、生态环境等众多领域。

参考文献：

[1]徐静茹.遥感技术在大气环境监测中的应用研究[J].资源节约与环保，2014（4）：97-97.

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