遙感技術(shù)在氣象監(jiān)測中的應(yīng)用分析

羅俊偉，趙酉龍

（1.山西省忻州市氣象局，忻州 034000；2.山西省晉中市氣象局，晉中 030600）

遙感技術(shù)在氣象監(jiān)測中的應(yīng)用分析

羅俊偉1，趙酉龍2

（1.山西省忻州市氣象局，忻州 034000；2.山西省晉中市氣象局，晉中 030600）

遙感技術(shù)是一種對地觀測的綜合技術(shù)，它綜合了電子、空間、計算機通訊等多個學科的成就，從20世紀60年代發(fā)展至今，已成為對地面物質(zhì)的性質(zhì)和運動狀態(tài)進行識別的一種現(xiàn)代化技術(shù)系統(tǒng)。文章對氣象監(jiān)測遙感技術(shù)的特點進行分析，并對遙感技術(shù)在氣象監(jiān)測各方面的應(yīng)用進行深入的分析和探討。

遙感監(jiān)測 氣象服務(wù) 特點 應(yīng)用分析

1 氣象服務(wù)綜述

在氣象事業(yè)各部分中，氣象服務(wù)是其中必不可少的、對人類活動非常重要的一項事業(yè)，通過氣象工作人員對大氣信息的采集、儲存、加工、傳輸之后，根據(jù)政治、經(jīng)濟、社會、生態(tài)、軍事等各領(lǐng)域的不同需求，向政府、社會公眾和各生產(chǎn)部門提供相關(guān)氣象方面的信息和技術(shù)的活動。氣象服務(wù)從基本對象上來看，主要分為決策氣象服務(wù)、公眾氣象服務(wù)專業(yè)氣象服務(wù)和專項氣象服務(wù)4種類型。目前，傳統(tǒng)的氣象觀測技術(shù)已經(jīng)無法滿足各類氣象服務(wù)的需求，遙感監(jiān)測技術(shù)作為一種先進的探測手段，為提高氣象服務(wù)質(zhì)量發(fā)揮著越來越重要的作用。

2 氣象監(jiān)測遙感技術(shù)的特點

遙感（Remote semsing簡稱RS）具有遙遠感知事物的意思，具體指的是在不與探測目標直接接觸的情況下，在空中借助對電磁波敏感的儀器即遙感器，利用目標物對電磁波的不同輻射、反射、散射等信息，再通過分析、判斷來識別目標物的性質(zhì)、特征及其發(fā)展變化的一項綜合探測技術(shù)。作為一種先進的監(jiān)測探測技術(shù)具有的特點：（1）獲取信息速度快。能夠24 h不間斷地工作，快速及時地獲取并更新環(huán)境資源等信息。如我國發(fā)射的“風云四號”衛(wèi)星。衛(wèi)星全圓盤成像時間15 min，區(qū)域觀測能力3～5 min，1 s拍500張閃電圖，每3 min對臺風區(qū)域進行觀測，對防災(zāi)減災(zāi)、氣候變化做出及時的預(yù)報。（2）受地區(qū)環(huán)境限制較少。利用遙感監(jiān)測可進行復雜區(qū)域的探測。如在沙漠、沼澤、高山峻嶺等自然條件惡劣，人類難以到達的地域等，為人類獲取各種寶貴資料。（3）具有多光譜特性，可獲取大量信息。利用不同物體具有不同的光譜特性，選用不同的遙感儀器進行監(jiān)測，這樣就可以獲得不同波段的信息，使一些用人眼觀察不到的或未能被認識的一些物體特性和現(xiàn)象，在不同波段照片上可以被觀察到，延伸了人們認識事物的深度和廣度。

3 氣象監(jiān)測遙感技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用分析

當前，遙感監(jiān)測技術(shù)在對全球進行探測和監(jiān)測中，已經(jīng)形成了一個從地面到空中乃至空間的全方位、立體化的觀測體系，在獲取地球資源與環(huán)境信息方面發(fā)揮著越來越重要的作用。這項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域，并且逐漸向縱深發(fā)展。

3.1 在天氣氣候監(jiān)測方面的應(yīng)用

（1）對氣溫、降水的預(yù)測。遙感監(jiān)測的運用，使天氣情況的預(yù)報更加準確、及時。我國天氣預(yù)報的衛(wèi)星云圖，都是風云系列氣象衛(wèi)星攝取的。氣象工作者通過衛(wèi)星云圖上黑白灰等不同的顏色，識別陰晴雨雪甚至霧霾不同的天氣情況。云圖每隔一段時間1幅，并根據(jù)云圖不同時間的變化，推斷天氣的發(fā)展變化趨勢，形成天氣預(yù)報。“風云四號”成功發(fā)射后，可每15 min對東半球掃描1次，最快每1 min生成1次區(qū)域觀測圖像，對天氣預(yù)報的準確率起到了重要的作用。

（2）對霧霾的監(jiān)測。硫酸鹽、硝酸鹽和含碳的成分是組成大氣污染顆粒物的主要化學成分。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，不僅可以收集到區(qū)域連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且還可以捕捉氣溶膠、顆粒物及污染氣體的厚度、濃度。通過遙感監(jiān)測結(jié)合地面顆粒物的觀測結(jié)果，能夠客觀反映污染物的傳輸、積累過程、影響和覆蓋的區(qū)域，進而估算霧霾污染的程度，對預(yù)防霧霾侵害起到一定的作用。

3.2 在農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測中的應(yīng)用—以忻州市為例

忻州市位于山西省北中部，橫跨太行、呂梁兩山之間。全市包括14個縣（市、區(qū)），占山西省面積1/6。其中，87%為丘陵、山地。2017年，山西省公布最后的35個國家級貧困縣，忻州有11個。遙感監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，對發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化忻州市農(nóng)作物的種植面積、種植物長勢監(jiān)測、產(chǎn)量估算、病蟲害的預(yù)防，實現(xiàn)貧困地區(qū)脫貧發(fā)揮著重要作用。

（1）對農(nóng)作物實際播種面積的遙感監(jiān)測與估算。2014年，忻州市選取了平川、丘陵、山區(qū)等3 359個農(nóng)業(yè)樣點進行了監(jiān)測。根據(jù)農(nóng)作物不同的光譜和葉片結(jié)構(gòu)特征，通過遙感衛(wèi)星的監(jiān)測記錄，估算出每種作物的種植面積。根據(jù)結(jié)果得知，在農(nóng)作物的種植中，糧食作物占到了91.4%。其中，玉米的種植面積又占到了76.14%，而經(jīng)濟作物和其他作物只占到3.45%和5.09%。

（2）對農(nóng)業(yè)災(zāi)害的監(jiān)測。忻州市年平均氣溫在6.0～8.6℃，春季氣溫多變，秋季降溫急驟。在遙感監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)受害作物在光譜反射率和溫度方面發(fā)生異常。根據(jù)這個特點，再結(jié)合其他相關(guān)數(shù)據(jù)，對作物受災(zāi)害程度做出相應(yīng)的評估，及時提醒人們進行補種、澆水、施肥排水等相應(yīng)的防災(zāi)、抗災(zāi)措施。

3.3 在林業(yè)監(jiān)測中的應(yīng)用

（1）對森林火災(zāi)的監(jiān)測。自然界所有的物體，具有不同的波譜特性。森林在常態(tài)下的輻射稱之為背景輻射。森林燃燒時，產(chǎn)生的火焰、較高溫度的碳化物、水蒸氣、煙等具有自己的輻射帶。從遙感圖像中，利用燃燒時的輻射和背景輻射之間的差異，就可以發(fā)現(xiàn)火情并動態(tài)監(jiān)測火情，為森林防火提供有利的技術(shù)支持。

（2）對森林儲量的估算。目前，遙感技術(shù)在森林蓄積量測算中的研究方法很多，但主要是用遙感信息參數(shù)與蓄積量之間的擬合關(guān)系法來估算蓄積量的。與傳統(tǒng)依靠人工作業(yè)估算不同，運用遙感技術(shù)監(jiān)測森林蓄積面積，具有效率高、計算面積大、節(jié)省人力物力財力、準確性高等優(yōu)點。此外，遙感監(jiān)測技術(shù)在森林病蟲害的監(jiān)測、林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程等方面也發(fā)揮著重要的作用。

遙感監(jiān)測技術(shù)自興起以來，因其所具有的獨特優(yōu)勢，受到各行各業(yè)的青睞，為我國各領(lǐng)域進行深入的研究提供了強有力的技術(shù)保障和數(shù)據(jù)支持。今后，隨著遙感監(jiān)測技術(shù)越來越進步，相信它在氣象監(jiān)測各領(lǐng)域中將發(fā)揮更加重要的作用。

[1] 李曉霞，趙元慶．遙感技術(shù)的應(yīng)用特點及方法探究．產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，（17）

[2] 王潤清．霧霾天氣氣象學定義及預(yù)防措施．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012，（07）