遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

劉文超

摘 要：在對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，遙感檢測(cè)技術(shù)擁有非常理想的速度、成本消耗也比較低、涉獵范圍比較廣、定位效果精準(zhǔn)等特征，因此，具備非常理想的發(fā)展前景。該文中將就大氣環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)過(guò)程當(dāng)中涉及到的原理以及應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行探究分析，并嘗試分析其未來(lái)發(fā)展，為日后遙感技術(shù)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，更好地對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：大氣環(huán)境 檢測(cè)手段 遙感技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0156-02

最近這些年以來(lái)，遙感技術(shù)的整體水平不斷地提升，借助遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大了，它具有非常理想的低成本、高速度、強(qiáng)烈即時(shí)性、廣泛的應(yīng)用范圍、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方便等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為了在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域以及管理大氣污染領(lǐng)域非常常用的措施之一。

1 在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用的遙感技術(shù)基本工作原理

所謂遙感監(jiān)測(cè)，指的是使用某種固定的儀器，觀測(cè)在一定距離之外的目標(biāo)或者是某種現(xiàn)象，屬于是不直接與目標(biāo)或者是現(xiàn)象進(jìn)行接觸，但是卻可以收集到目標(biāo)的基本信息，并且實(shí)現(xiàn)識(shí)別和分析、判斷等的手段，擁有非常高度的自動(dòng)化水平。它主要的作用是能夠展開(kāi)區(qū)域性跟蹤和測(cè)量，但是不需要進(jìn)行采樣，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)污染源進(jìn)行準(zhǔn)確的定點(diǎn)和定位，核定污染區(qū)域，明確在大氣中污染物的分布和擴(kuò)散，獲得非常全面的綜合性信息，結(jié)合利用波段，遙感技術(shù)能夠分成紫外線遙感技術(shù)、紅外線遙感技術(shù)、微波遙感等。

2 在對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中應(yīng)用遙感技術(shù)概述

應(yīng)用遙感技術(shù)的具體工作方式包括很多種不同類型，最常用的應(yīng)用方式包括主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，前者是通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)一起本身發(fā)送波束或者次波束，和被探測(cè)事物進(jìn)行適當(dāng)?shù)南嗷プ饔弥笮纬苫夭?，衛(wèi)星檢測(cè)回波；后者則是通過(guò)陽(yáng)光的照射，物體吸收陽(yáng)光并反射、折射，輔以物體本身所發(fā)出的紅外光，借助檢測(cè)儀器進(jìn)行接收，實(shí)現(xiàn)測(cè)量大氣成分的目的。

2.1 監(jiān)測(cè)大氣氣溶膠

所謂大氣氣溶膠，其所指的是在大氣當(dāng)中所含有的不同的固態(tài)或者液態(tài)的、可見(jiàn)或者不可見(jiàn)的各種微粒以及其他物質(zhì)，常規(guī)情況下，人們所說(shuō)的煙霧都是屬于氣溶膠的范疇的。通常大氣監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中想要發(fā)現(xiàn)大氣氣溶膠是不叫困難的，需要對(duì)其展開(kāi)系統(tǒng)且全面的檢測(cè)，但是在將遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到大氣監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中去之后，就可以借助較高分辨率的小衛(wèi)星，針對(duì)氣溶膠在空間上的具體分布以及運(yùn)動(dòng)變化趨勢(shì)展開(kāi)監(jiān)測(cè)，很好地彌補(bǔ)了在地面檢測(cè)工作當(dāng)中存在的弊端。

2.2 監(jiān)測(cè)沙塵暴

在我國(guó)沙塵暴是一種經(jīng)常出現(xiàn)的自然災(zāi)害，對(duì)人們的日常生活以及環(huán)境產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，還對(duì)大氣產(chǎn)生污染，其主要特征是擁有極強(qiáng)的突發(fā)性以及強(qiáng)烈的危害，它也是大氣氣溶膠當(dāng)中的一種。

根據(jù)我國(guó)的科學(xué)家在1993年于北京地區(qū)以及天津地區(qū)針對(duì)沙塵暴特征進(jìn)行的遙感監(jiān)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)在沙塵暴的天氣出現(xiàn)的時(shí)候，可見(jiàn)光通道1以及可見(jiàn)光通道2當(dāng)中的反射率都有明顯地上升，這種強(qiáng)度越大，其反射率也就越大。根據(jù)當(dāng)前已有的研究都說(shuō)明，紅外線通道的數(shù)據(jù)定位沙塵暴具體位置的效果非常準(zhǔn)確，同時(shí)對(duì)一些尺度比較大的沙塵暴運(yùn)動(dòng)的軌跡進(jìn)行檢測(cè)的成果也比較準(zhǔn)確。

2.3 監(jiān)測(cè)臭氧層

對(duì)于地球上生活著的人類和其他的動(dòng)物、植物來(lái)說(shuō)，臭氧層所起到的保護(hù)作用非常重要，借助遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠在大氣遙感監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中了解到臭氧層實(shí)時(shí)的變化情況以及出現(xiàn)臭氧層空洞的具體位置。當(dāng)前，地球南極上空的臭氧層空洞形勢(shì)不容樂(lè)觀，根據(jù)大氣遙感技術(shù)可以了解到，這個(gè)空洞當(dāng)前依然還在不斷地?cái)U(kuò)大，對(duì)于地球上生活著的生物以及植物來(lái)說(shuō)前景非常不容樂(lè)觀。我國(guó)的科學(xué)家也已經(jīng)使用激光雷達(dá)來(lái)對(duì)地球表面的對(duì)流層上層一定的高度范圍內(nèi)臭氧層分布展開(kāi)了詳細(xì)測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果說(shuō)明，使用激光測(cè)量的不同波段上，也能夠獲得在地球上空非常精準(zhǔn)的臭氧層分布概況。

2.4 監(jiān)測(cè)有害氣體

無(wú)論是人類還是其他的植物和動(dòng)物，只要在地球上生活就一定會(huì)不停地產(chǎn)生二氧化硫和二氧化氮等可能會(huì)影響到大氣環(huán)境以及生物有機(jī)體正常運(yùn)轉(zhuǎn)的毒性氣體，植物被二氧化硫和二氧化氮影響之后反射紅外光的概率也會(huì)明顯地下降，顏色上會(huì)和其他的正常植物出現(xiàn)一定的差異，因此，可以借助這種特征對(duì)植物污染的情況展開(kāi)研究和分析。

使用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)植物會(huì)在不同像元當(dāng)中有明顯的呈現(xiàn)，人們能夠?qū)⑾裨畔⑹褂锚?dú)特標(biāo)準(zhǔn)和土壤情況和植被情況等基本情況展開(kāi)對(duì)比和分析，把不同像元信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸?，和被污染的氣體信息進(jìn)行精準(zhǔn)的疊加，能夠獲得污染物氣體不斷地濃度累加信息。

2.5 監(jiān)測(cè)熱島效應(yīng)

所謂城市的“熱島效應(yīng)”，指的是在城市當(dāng)中聚集數(shù)量巨大的人口，人類和動(dòng)物的呼吸以及取暖，還有自身產(chǎn)生的熱量等內(nèi)容都會(huì)在一定的范圍內(nèi)部進(jìn)行聚集，造成局部地區(qū)溫度情況明顯低高于周邊的地區(qū)。所謂“城市熱島”，換言之就是大氣環(huán)境出現(xiàn)的熱污染，也是城鎮(zhèn)地區(qū)進(jìn)行城市化建設(shè)的必然發(fā)展傾向。對(duì)大氣進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，可以使用熱紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)地物溫度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)合熱效應(yīng)之間的差異，進(jìn)行熱源的有效探測(cè)。

借助大氣遙感監(jiān)測(cè)手段，對(duì)于熱圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡攘糠指?，?zhǔn)確繪制該區(qū)域在正常狀態(tài)下的等溫線，假如在隨后的監(jiān)測(cè)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)在等溫線上出現(xiàn)了明顯的變化，那么就說(shuō)明這片區(qū)域當(dāng)中出現(xiàn)了可能會(huì)對(duì)溫度變化產(chǎn)生影響的因素。此時(shí)，大氣遙感監(jiān)測(cè)就能夠準(zhǔn)確地分析出城市出現(xiàn)熱島效應(yīng)的情況，并且能夠借此總結(jié)這種效應(yīng)所具備的時(shí)空分布特點(diǎn)以及具體的強(qiáng)度。

3 未來(lái)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在大氣環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展前景

如今的時(shí)代信息化水平越來(lái)越高，使用遙感監(jiān)測(cè)手段對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)也有了非常廣闊的發(fā)展和進(jìn)步，就此，對(duì)其可能有的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。

首先該技術(shù)的性能將會(huì)快速地提升，因?yàn)橛?jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)不斷地發(fā)展和進(jìn)步，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境的遙感監(jiān)測(cè)手段在包括設(shè)備水平、獲取數(shù)據(jù)的速度以及運(yùn)算數(shù)據(jù)的精度等不同方面都有可靠的支撐，其性能的發(fā)展將會(huì)有更快地速度。

集成化的程度也會(huì)不斷地提升，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境的遙感技術(shù)可能會(huì)和其他的技術(shù)逐漸趨向融合，最終形成重要趨勢(shì)，土地資源以及水文資源的遙感監(jiān)測(cè)等比較常見(jiàn)的領(lǐng)域當(dāng)中將會(huì)有更多的技術(shù)手段運(yùn)用到監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境的技術(shù)當(dāng)中去。

主動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)和被動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)漸趨一體化，在20世紀(jì)當(dāng)中，人們將這段時(shí)期成為是“被動(dòng)式衛(wèi)星遙感”的時(shí)代；到了21世紀(jì)，被動(dòng)遙感技術(shù)已經(jīng)和主動(dòng)遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同步運(yùn)行，二者之間存在的耦合程度也在不斷地提升。最終無(wú)法避免地實(shí)現(xiàn)全球化。在未來(lái)的21世紀(jì)當(dāng)中，各個(gè)國(guó)家之間可能會(huì)實(shí)現(xiàn)更加深入的技術(shù)性合作，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)也漸漸地會(huì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)全球化的基本特征。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，使用遙感技術(shù)不但可以對(duì)大氣環(huán)境以及污染的變化趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還可以及時(shí)定位并跟蹤突發(fā)性污染事件，保證相關(guān)部門能夠及時(shí)地采用對(duì)應(yīng)的措施來(lái)進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少大氣污染的損失的目的。所以，應(yīng)用遙感檢測(cè)技術(shù)無(wú)論是在環(huán)境管理以及污染控制的工作當(dāng)中都有非常重要的作用。就目前來(lái)看，除了大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的工作當(dāng)中，水文環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于遙感技術(shù)也有比較廣泛的應(yīng)用。

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