环境遥感监测技术范文1
关键词：遥感技术 水污染监测 大气污染监测 地面污染监测
中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（b）-0128-02
步入21世纪以来我国的经济步入高速发展阶段，由于经济结构的不合理在经济发展过程中引发的一系列环境问题也愈发突出，环境监测是环境保护的重要手段。环境监测的基础是环境分析，伴随着遥感技术的飞速发展，遥感技术发展迅速，越来越广泛的应用环境监测领域，现已能测出水体的多种水质参数，如泥沙含量等；能测定大气湿度、气温、以及多种物质的浓度分布，如NOx、PM2.5等；可调查土地利用情况、大型环境污染事故和区域生态情况等[1]。环境监测过程中，遥感技术在水环境污染检测、大气环境污染检测、地面污染及土地利用发展监测等方面有广泛的应用[2]。
1 遥感技术
1.1 遥感技术的原理
远距离不直接接触物体的遥感技术也可以识别、测量并分析目标物质，它利用的是物体反射或辐射电磁波的固有特性。遥感技术的分类方式有按遥感平台分类和按传感器的探测波段分类两种：其中遥感平台包括航空遥感（分为气象卫星遥感和陆地卫星遥感）、航宇遥感、地面遥感、航天遥感。传感器的探测波段包括多波段遥感、微波遥感（1mm～10m）、红外遥感（0.76～1000um）、可见光遥感（0.38～0.76um）、紫外遥感（0.05～0.38um）。
与光学遥感相比较，微波遥感对地球覆盖层的穿透能力较红外波段强，其特点是能全天时和全天候观测、含有幅度、特征信号丰富、极化和相位，其中全天时和全天候观测能力是光学遥感不具备的。在不同的环境监测领域可使用不同的遥感监测技术[3]。
1.2 遥感监测技术的应用
遥感如今已深入到多种领域的应用中，如渔业、农业、林业、地质、地理、海洋、气象、水文、城乡规划、环境监测、地球资源勘探、军事侦察、土地管理、室内测量、海洋、陆地、大气信息的采集以至全球范围的环境变化。遥感方法的选择应具有针对性。可采用近红外、可见光遥感技术监测温室效应、大气污染、固体废弃物污染和水质污染等；热红外遥感技术则通常用来监测大范围地表的温度状况；要想获得某一地区的夜间资料或云雨较多地区的资料、或者某些目标隐藏在林下、埋藏于地下则宜选用微波遥感，因为从波长来分析，与红外波相比，微波的波长要长得多，所以微波的散射较小，减少了在大气中的衰减，云、烟、雾、雨对其基本上没有限制。
2 遥感技术在环境污染监测中的应用
2.1 水环境污染监测领域
污染水与清洁水的反射光谱特征研究是水体遥感监测的基础。总的来说，清洁水吸收光的性能较强，这是因为清洁水具有较低的反射率。故水体在一般遥感影像上表现为暗调。可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术进行水质监测。在污染物种类繁多的江河湖海各种水体中，通常将其分为热污染、富营养化、海洋石油污染和固体漂浮物等几种类型，以方便使用遥感方法对各种水污染物进行研究。
在富营养化的水体中，其程度可通过叶绿素浓度来反映，浮游生物迅速繁殖，水体兼有植物和水两种光谱特征，光谱曲线随浮游植物的含量的升高越近似于绿色植物的反射光谱。叶绿素主要吸收红光、蓝光而反射绿光。在可见光波段0.44Lm（蓝光）和0.65Lm（红光）处有两个吸收带，但在0.55Lm（绿光）附近有反射率为10%～20%的一个波峰。一般采用0.45～0.65Lm附近的光谱线段调查水体中悬浮物质的数量及叶绿素含量[4]。
海洋环境恶化的重要原因是海洋石油污染和向海洋倾倒废弃物。每年全球超过一千多万吨的石油及其制品排入海洋，这对海洋生态来说是严重的灾难。此外，附近大量的农田化学肥料、城市生活废水和工业污水也随河流汇入海洋，扩大了海洋污染范围，恶化了生态环境，使环境质量下降。应用海洋遥感卫星可以为海洋环保部门提供必需的资料和数据，因为遥感能大范围搜索石油污染和化学污染并估算污染的范围及其扩散情况，从而为海洋环保部门提供了必需的数据和资料[5]。
在对水体热污染监测中，热红外图像能定量解译并反映热污染区的温度特征。在热红外波段，由于水体的热容量大，特征明显，其遥感影像辐射低，色调暗。热红外波段影像可以识别与周围水体有显著温差的热污染水体。
2.2 大气污染监测领域
利用气象卫星，大气遥感可以定期监测大气温度及水蒸汽垂直分布情况。通常不可能用遥感手段直接识别的物理量如气溶胶含量和各种有害气体是影响大气环境质量的主要因素。有些微量气体分子的辐射和吸收光谱是固定的，如二氧化碳、水汽、甲烷、臭氧等。所以可反演推算大气的吸收、辐射及散射光谱[6]。通过遥感图像可以直接分析出大气气溶胶的分布和光学厚度，而大气污染的程度和性质只能利用间接解译标志来推断，这是因为有害气体通常不能在遥感图像上直接显示出来。
用雾、霾和沙尘天气的遥感目视解译作为例子。遥感信息的传输规律和介质的特性密切相关，雾、霾、沙尘的物理特性决定了其辐射传输特性，在传感器的各通道上，他们具有出不同的波谱特性，所以要想监测雾、霾、沙尘的特性，我们首先应该了解他们在物理性质上差异，并且清楚波谱特性受物理特性的影响情况，然后再选择选择合适的遥感通道。
雾的粒子由水滴或冰晶组成，它具有较大的粒子尺度和充足的水汽含量，已经达到了饱和状态，这主要是因为雾是由靠近地面的水汽凝结或凝华形成的。因为液态水或冰晶组成的雾的散射基本上不受波长的影响，所以在遥感图像上雾主要是乳白色或青白色，它具有显著的日变化和明显的雾区与晴空区的界限。霾主要由各种污染物组成，如大量极细的尘、硫酸盐、硝酸盐、碳氢化合物等，细粒子气溶胶污染是霾天气的本质。霾是非水溶性的，这是由于干粒子的存在使得水汽含量不能达到饱和状态，由上述多种污染物形成的霾，包含大量的散射波长较长的光，所以在遥感图像上霾主要是黄色或灰色，与雾相比，没有明显的日变化和显著的与晴空区的界限。刮大风时，地面的各种沙尘物质被风卷起，从而形成了沙尘天气，黄土高原、蒙古高原、西部沙漠、沙化农田以及中亚沙漠是导致中国沙尘性天气形成的主要沙尘来源，因此分布尺度跨度大的一些粒子比如粘土、硅酸铝、石英等是决定沙尘质的主要物质。由于沙尘天气主要发生在水汽含量非常小、饱和状态非常低的沙漠及附近的半干旱地区，所以沙尘粒子一般具有较长的散射波长，在遥感图像上主要是黄色或深黄色。
大气卫星都携有探测大气反射、辐射的红外通道，这使得气象卫星能够对雾霾类天气进行监测。通过这些探测，土壤、植被、水体等下垫面对太阳辐射的反射辐射和自身的发射辐射都能被遥感到。
2.3 地面污染和土地利用发展监测领域
在污染区的作物与正常生长区的作物相比，其生长会发生特殊的变化从而具有不同的光谱表现并可利用间接解译来确定地面污染。我们可以定期地监测地面的情况得知土地利用方式的变化，从而使资源管理更加便利。由于人工建筑物的形状和规则反射率较高使得其特别容易测定[7]。因此在城市规划中，通过遥感图像，各类普遍问题如都市扩大的速度和规模等和各类特殊问题如隔热不佳的建筑物的热损失等都能被准确地跟踪并解决。此外，森林砍伐和牧场开垦的速度和规模也可以用遥感来监视[8]。
以城市热岛效应为例，由于工业的发展，某些企业成为热污染源，使得城市市中心的温度大都高于郊区。地物的辐射温度，如NOAA气象卫星AVHRR的第4、5通道、Landsat-TM的第6波段，先用热红外遥感测定，然后推算出地表温度，进而热源就能根据热效应的差异而有效地被探测出。要想详细反映热污染在该城市的分布状况，分析人口密度、城市布局、建筑物类型等受城市温度和其他热能消耗的影响，分析城市热岛的时空分布、热岛成因、热岛强度等特征，首先利用光学技术或计算机对热图像进行密度分割，然后对比几个同步的实测温度，画出准确的城市等温线[9，10]。
3 国内发展现状和展望
目前，遥感技术在中国的应用较少，大部分的遥感图像仍需要从外国购买。此外，中国的遥感图像分析，现在只能达到定性阶段或初步的定量阶段，由于现在我国的国家环境遥感系统平台不完善，不能共同享有各地的环境遥感数据和其它成果，遥感监测技术发展迟缓。中国虽是后来者，但是现在遥感技术发展迅速，在环境监测领域逐步受到重视，应用也更加广泛，我国在这些方面也体现出了优势。我国通过遥感技术对环境进行监测，重视遥感技术与GIS和GPS系统的集成是其中一个最主要的特点。当前国内的遥感技术主要应用在监测机动车排气，小城镇环境，大河流域水质，矿区环境污染，各地区生态环境，内陆湖泊水质，森林火灾、海洋赤潮和沙尘暴等领域。
随着不断发展的遥感技术，以及国产卫星数据质量的逐步提高，其在环境监测领域的发展非常迅速，前景广阔。通过强化3S技术和遥感定量监测与GIS集成分析信息的系统建立，管理、查询、分析遥感动态监测数据以及实时监测和预警突发性环境污染事故等功能将会最终实现。
参考文献
[1] 谭衢霖，邵芸.遥感技术在环境污染监测中的应用[J].遥感技术与应用，2000，15（4）：246-251.
[2] 王桥，杨一鹏，黄家柱，等.环境遥感[M].北京：科学出版社，2005.
[3] 孙家柄，舒宁，等.遥感原理方法和应用[M].北京：测绘出版社，2003：411-417.
[4] 刘承，贺磊.水体富营养化研究中遥感技术的应用[J].科学，2014，66（5）：47-50.
[5] 胡佳臣，王迪峰.基于遥感的海洋溢油监测方法[J].环境保护科学，2014（1）：68-73.
[6] 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.
[7] 韩燕，崔玉民.浅谈遥感技术在环境监测中的应用[J].阜阳师范学院学报（自然科学版），2007（1）：42-45.
[8] 屈冉，王昌佐，刘慧明，等.缅甸与我国接壤地区森林砍伐遥感监测分析[J].环境与可持续发展，2012（5）：98-102.
环境遥感监测技术范文2
关键词：遥感技术；环境监测；环境保护
中图分类号：X87 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0016-01
环境监测是环境保护的重要组成部分，是进行污染源控制、污染治理和环境规划管理的技术支撑。传统环境监测方法由于受到自然条件和时空等因素限制，具有一定的局限性。随着遥感技术的不断进步，遥感技术在环境监测中的应用也越来越多。
1 环境遥感监测的意义
环境遥感监测是环境监测预警系统建设的重要环节。具有范围广、速度快、动态、客观等技术特长，是对地面环境监测的有效补充。它可以从点到面，促进中国环境监测发展，从静态到动态，从平面到立体。“生态环境监测网络建设计划”，提出了依靠科技创新和技术进步的“基本原则”，加强卫星遥感技术的应用，已充分认识到环境监测的重要性，一定要在环境监测中发挥重要作用，并指出了未来的环境遥感监测不仅成为“眼睛”环境管理中的应用，也成为一个“脑环境决策”。
2 遥感技术及其在环境监测方面的应用
2.1 水环境的遥感监测
（1）浊度监测。虽然水和地物性质不同，但他们有一个共同点，即光谱反射特征，基于这一前提，通过遥感技术、光谱图像来确定水污染水质的变化差异，水的浊度是目前污染相关研究结果表明，当一个基本特征水中浮游动物的数量增加，而相应的光谱衰减系数会增加，同时，在浑浊的水深度的增加，泥沙浓度，对入射光的散射会有所变浅，水的排放率会上升，因此可以准确地确定水的污染。（2）海洋监测。海洋面积约占地球表面的71%，其余29%是陆地面积，这使得海洋成为了地球环境的重要组成部分，为了防止海洋环境污染和破坏，必须加大对其的监测力度。自美国成功发射第一颗卫星进入太空以来，正式开启了海洋环境遥感监测的序幕。由于海洋中的各种人力资源，在海洋资源开发利用过程中，对海洋生态环境造成了一定的破坏，水体污染日益加剧，造成环境质量下降。遥感技术在海洋环境监测中的应用，主要是基于反射光谱特征，由于上面的空间没有任何障碍，和RS技术监测大景观，在大范围的海水扩散监测，还可以测量的污染物排放的原因。为海洋环境治理提供充足的依据。此外，海洋石油开采过程中石油资源极为丰富，必然会引起水污染，随着遥感技术的帮助下可以用来研究和分析海水中的石油污染状况，准确地确定范围，同时石油污染的地区，而且估计油含量在水污染区。水和油在光谱特性上有非常明显的差异，因此，可以在一定的油、水光谱区内分离，可以用微波辐射法监测海洋环境中的石油污染[1]。（3）城市污水监测。目前，中国的城市发展速度越来越快，这不仅促进了产业的快速发展，也使得城市人口激增，在这种情况下，排放量大幅度增加，城市污水和工业废水。因为水中含有一些有机物在分解过程中，消耗大量的氧气，产生较高的COD、BOD5、水会变黑，并发出一种很难闻的气味。通过在红外传感器中使用RS技术，可以有效地采集水中所含物质的红外辐射光谱，从而可以获知水体的污染程度和具体情况。
2.2 大气环境的遥感监测
（1）对大气成分的遥感监测。要充分了解大气环境的变化，需要相关人员充分掌握大气的相关内容，然后根据大气质量的变化。遥感技术在环境监测中，技术人员收集臭氧和活性气体，总的大气沉降现象变化的基本参数，并了解时间的大气环境目标区域内的总体变化。在当前备受关注的雾霾为例，通过遥感技术，技术人员可以监控烟雾密度和基本数据的范围，与传统的数据相比，确定在一段时间的阴霾，未来的变化，将为人们出行提供必要的指导。（2）对臭氧环境的监测。臭氧是地球的保护伞，但近几十年来，地球的臭氧层遭到严重破坏，已经成为一个不容忽视的环境问题。在遥感技术支持的环境下，我们的技术人员可以有效地测量臭氧不同高度的分布，了解在平流层和对流层臭氧的分布，在不同的气热层，臭氧的生产模式提供了一个更现实的分布对相关人员开展工作，帮助保护臭氧层的臭氧数据。
2.3 遥城市环境监测
遥感技术在城市热岛效应分析的主要城市在城市中的应用，时间和空间的变化，分析城市绿化面积分析，城市空气污染分析、城市土地利用、TM图像实现城市温度的主要用途，植被覆盖指数策略的比较分析TM图像的不同时期可以清楚地看到城市的绿化面积、养殖面积、建筑面积的变化，数据分析我们可以发现，城市的建筑密度和几何距离的合理性、城市道路绿化、垃圾处理区域的分布，地表水污染的定量关系，更全面的环境质量分析在城市和生态效益和经济效益。最后，我们可以发现，城市进一步合理规划和发展建议。对城市生活垃圾处理是城市的一个关键功能，对固体废物的光谱响应是不一样的，遥感技术可以将建筑垃圾、工业垃圾，如各种类型的垃圾，给城市绿化带来的便利，可以迅速找到一在该地区的大量的固体污染物，降低工人的劳动强度，清洁的城市。
3 环境监测遥感技术的发展前景
高空间分辨率和高光谱分辨率是遥感技术发展的总趋势，将推动热红外遥感技术的发展。主要是由于对遥感数据的精度不断提高，资源环境遥感技术的要求，随着新型高性能传感器发展水平逐步提高，卫星遥感图像获取技术的高空间分辨率和高光谱分辨率的要求也在提高。随着遥感信息模型的发展，人工智能决策支持系统和不确定遥感信息模型的开发和应用也将被研究。此外，具有地球表面穿透能力和获取全天图像能力的雷达遥感技术将得到更广泛的应用。集成化数据采集系统是当今和未来遥感技术发展的一个重要方向。地理信息系统（GIS）集成，专家系统（ES）、全球定位系统（GPS）和污染遥感监测技术（RS），对环境污染的综合系统遥感监测的有效利用，提高环境监测、智能和科学合理性，对环境监测实施的范围可以扩大。多功能遥感信息技术的发展，将GPS、RS、GIS、ES技术于一体，适合环境保护技术领域，也是未来环境遥感技术发展的重要趋势[2]。许多实践和研究结果表明，环境保护遥感技术的合理运用，可以促进环保事业的发展，基础工作，可以节省大量的时间和繁琐，从而有效地提高了经济效益和社会效益，具有非常广阔的发展前景。
4 结语
综上所述，随着科学技术的不断提高，遥感技术作为环境监测的重要技术之一，其监测结果准确，对生态环境的可持续发展起着关键性的作用。在环境监测、应对国际环境卫星系统资源的充分利用，提高了遥感技术在中国在环境监测中的应用，提高环境监测系统，为人类的发展的可靠保障和美化环境。
参考文献
环境遥感监测技术范文3
关键词：现代环境监测；保护；遥感技术；运用
1遥感技术概述
遥感又被称之为RS，它是“3S”技术的重要组成部分之一，该技术归属于边缘科学的范畴，作为一项探测技术，RS具有先进性和实用性的特点，正因如此，使其在诸多领域中获得了越来越广泛的应用。航摄是RS技术的基础，其最早出现在20世纪60年代初期，在当时该技术被称为航空遥感，当首颗陆地卫星成功升天之后，航天遥感时代随之正式开启。自RS技术出现至今，其经历了50年的发展，如今，RS技术已经十分成熟，并在很多领域内得到了应用，如农林、水文、气象、环保、国防等，随着科技水平的不断进步，相信在未来RS技术将会进入一个高速的l展阶段，遥感图像的空间、时间以及光谱的分辨率都将会有极大程度的提升，若能与“3S”技术中其它2项技术的相互渗透，将会使RS的应用范围进一步扩大。
2RS技术在环境监测与保护中的应用优势
2.1监测范围大
RS技术是借助遥感器从空中以俯视的角度进行观测，由此使其能够对较大面积和范围的地区进行环境监测，同时航摄影像可以提供被检测区域内的环境立体图像，有效解决了地面监测中视野受限的问题。
2.2快速获取信息
因为遥感飞机可以在较短的时间内得到大量的实际图像和相关数据，从而进一步提高了环境监测的效率，正是因为这项技术优点，它被广泛应用于环境监测领域。
2.3适用性强
地球上存在许多人员进入比较困难的环境，如沼泽、沙漠、森林、冰川深处等地，要对这些地方进行环境监测是非常困难的，而遥感技术恰巧可以解决这项难题，能帮助人们轻松获得他们所必需却又很难监测到的环境信息，从而进一步扩大了监测范围。
3. RS技术在环境监测领域的应用
遥感技术在环境监测领域的应用涉及很多内容，可归纳为以下几类：水环境监测、大气环境监测、土地环境监测等。在上述内容中，RS技术具有很好的适用性和实用性，为监测工作提供详实可靠的数据支持。以下重点介绍了遥感技术在水环境、大气环境和土地环境三个方面的具体应用。
3.1水环境遥感监测
3.1.1浊度监测
太阳光照进水体，在一些浮游生物粒子、悬浮物微粒等的制约下，形成一定程度地吸收或者散射情况。水体是拥有自身光谱反射属性的，遥感技术就是通过监测水体在光谱影像中的不同来分析水体的污染程度。相关遥感技术研究指出，光谱衰减系统会伴随着水体悬浮物质数量的提升而扩大，且极易自波段0.50μm周围朝红色区域发展；入射光散射深度会伴随水体浑浊沙、悬浮沙粒径的扩大而变浅，同时水的反射率则不断提升，相对应的峰值不断自蓝光朝绿光、黄光方向发展变化。采用遥感技术对水体图像进行拍摄，对所得图像中波峰存在的具体区位展开观察分析，便可以明确地得知水体浑浊度的转变情况。
3.1.2海洋监测
地球上海洋的面积约占整个地球表面积的71%，剩下的29%为土地面积，海洋是地球环境的重要组成部分，为了防止海洋环境的污染和破坏，必须加大对其的监测力度。自美国成功发射第一颗卫星进入太空以来，正式拉开了海洋环境遥感监测的序幕。海洋中有着各种各样的资源，人们在资源开发利用的过程中，海洋水体污染日益加剧，造成环境质量急剧下降。遥感技术在海洋环境监测中的应用，主要是基于反射光谱特征，由于上面的空间没有任何障碍，和RS技术监测大景观，在大范围的海水扩散监测中，不仅可以监测污染物的污染范围，还可以测量污染物的排放原因。为海洋环境治理提供充足的依据。此外，海洋石油资源极为丰富，开采过程中必然会引起海水污染，而在遥感技术的帮助下，我们可以很好的研究和分析海水中石油的污染状况（确定污染地区、污染源、污染范围，可靠的估计在水污染地区的油含量）。因为水和油在光谱特性上有非常明显的差异，因此，可以在一定的油、水光谱区内分离，可以用微波辐射法监测海洋环境中的石油污染。
3.1.3城市污水监测
目前，中国的城市化进程迅速，人口激增，大量的工业和产业也随之迅猛发展，工业废水和生活污水的排放居高不下，对人们的生活和工作造成了极大的困扰，因此现代化污水处理技术的运用势在必行。因为污水中含有较高的有机物以及氮、磷等无机物，除此还含有病原微生物和较多的悬浮物及重金属等。通常这些污染物的浓度以COD、BOD5、TN、TP、NH3-N等指标来表示。污染物消耗大量的水中氧气，使得水体长期处于缺氧或者无氧状态，致使水体变黑并发出恶臭。通过在红外传感器中使用RS技术，可以有效地采集水中所含物质的红外辐射光谱，从而可以获知水体的污染程度和具体情况，配上现代化污水处理技术，可以准确有效的改善水体污染程度。
3.2大气环境的遥感监测
3.2.1有害气体监测
对于由自然或人为条件下产生的二氧化硫及氟化物等有害气体，可采用间接解译标志进行监测。通常情况下，当植被受到一定程度的污染后，其对于红外线的反射能力会有所降低，加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被，所以可利用植被这一特点，对污染情况进行间接分析。
3.2.2臭氧层监测
相关研究结果显示：O3能够吸收低于0.3μm的紫外区电磁波，基于O3的这一特性，可利用紫外波段对臭氧层中O3的含量进行测定。当大气当中O3不断增加时，会造成温度升高，此时可选用红外波段对大气中的臭氧层进行监测。
3.3土地环境遥感监测技术的应用
目前全球不断出现环境变化问题，全球碳循环的量化与气候变化的生物反馈，要求采集的数据对大面积土地覆盖特点进行描述。此时，人们可以通过遥感技术，以人造卫星为基础，制作陆地覆盖图，通过光谱的差别对土地覆盖类型进行分类。从上个世纪80年代起，在全球变化、可持续发展中遥感数据已经得到了广泛地应用。土地利用与土地覆盖作为全球变化研究项目的重要组成部分，在遥感技术的应用下取得了骄人的成绩。
植被作为环境的主要组成成分，是解译土壤、水文等因素的重要标志，可以对区域生态环境进行反映。人们可以运用遥感图像对其进行临时分析，同时还可以将附近地区全面的数据提供给相关部门，随着遥感技术水平的提升，可以有效提高植被指标的准确度，如叶面积指数、单位面积等。
按照气候、可燃物积累及含水量等因素，促使卫星遥感技术结合地理信息系统与全球定位系统，可以对森林火灾可能发生的区域、时段及等级进行准确预测，这样可以对森林火灾进行预防，对已发生的火灾进行准确定位和判断，并第一时间选用行之有效的处理措施，为灭火和救援工作提供极大的帮助。
4结论
当前，环保工作是我国一项重要的基本国策，利用遥感技术加强环境实时监控，增强了资源环境动态监测能力及成效。在未来环境监测工作中，应加大遥感技术推广应用力度，充分发挥遥感技术在保护生态环境、提高人类生存环境质量中的重要作用。
参考文献：
环境遥感监测技术范文4
关键词：矿山地质环境；地质遥感；GIS
中图分类号：TU984 文献标识码： A
前言
“3S” 技术是遥感技术（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geography Information Systems，GIS）和全球定位系统（Global Positioning Systems，GPS）的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。遥感技术不断发展，同一区域所获取的光谱信息越来越丰富、空间分辨率越来越高、时相越来越多，可为矿山地质环境监测及研究工作提供越来越多的遥感数据。利用遥感技术对矿山地质环境问题进行监测己是必然的趋势。
国土资源部对全国矿山地质环境监测内容包括侵占、破坏土地及土地复垦监测、固体废弃物及其综合利用监测、采空区地面沉（ 塌） 陷监测、山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流地质灾害监测、水土流失和土地沙化监测、矿区地表水体污染监测、土壤污染监测、地裂缝监测、废水废液排放监测、地下水监测等11项内容。本文选取矿山环境污染遥感监测、矿区地质灾害监测和地貌景观的破坏遥感监测两个方面，为矿区地质环境监测提供新技术手段，促进“3S”技术在矿山地质环境监测中的应用。
1矿山环境污染监测
1.1水体污染监测
水污染主要是由于矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水、选矿水及尾矿坝废水等直接排放到江河湖泊或者未达到工业废水排放标准，水体污染是环境评价的重要指标之一。对于水体污染的监测可对水体污染区制作遥感图像三维可视化图，从而直观的看出水污染的情况。
1.2大气污染监测
矿区大气污染重要是由于炼矿厂炼矿排放出来的有害气体引起。在遥感影像上表现为位于烟囱附近，且被污染区域下方地物朦胧，有雾笼罩感，TM、ETM光谱信息丰富， 对大气污染识别较好。
2矿区地质灾害监测
2.1 滑坡遥感监测
矿产资源开发能够引发滑坡地质灾害，主要表现为2种形式：一是开采过程直接造成山体滑坡；二是产生的排土场、煤矸石等固体废弃物，堆积到一定程度时， 在内外营力共同作用下形成松散层滑（坡）塌。矿区滑坡遥感监测方法， 需要借助地理信息系统技术并通过相关的遥感信息模型进行。首先，通过多源遥感数据获取上述影响滑坡发育的因子， 并确定其对滑坡发育的重要程度；然后，根据滑坡或者斜坡所处部位含有的重要因子进行矿区滑坡稳定性评价。如利用地形判别法、人工神经网络方法等，其中地形判别法能够有效地避免对评价因子赋值的主观性。
2.2泥石流遥感监测
泥石流是一种严重的洪流作用下形成的地质灾害，其形成有3个基本条件：一是松散物发育；二是河谷纵坡坡降5%-30%；三十一定的水动力条件。决定因素是形成水动力条件的降雨临界值。泥石流发育的地段常是崩塌、滑坡发育的地段。遥感影像记录了大量的泥石流直接与间接信息。在SPOT影像上，采用213 波段组合，图像进行线性增强后，泥石流沟显示灰白彩，沟口的扇状冲积锥显示较清晰；QuickBird影像上对较小型的泥石流都能很好的辨认。
3地貌景观的破坏监测
煤矿、铁矿及非金属矿露天开采，道路开挖，造成基岩、地表土壤剥离、植被破坏，导致地表类型从植被过渡到的矿石，从而增加了降雨和岩石的接触面积，造成了矿山环境的污染。产生的固体废弃物占压大量土地，尾矿在遥感影像上最容易识别，能较清晰地显示矿产开采产生的地质环境问题。利用不同时相、不同分辨率的遥感影像，采用图像融合和图像增强的方法，提取矿山植被破坏动态监测的变化信息，分析出不同时间段开矿对植被破坏情况，并可通过GIS空间分析功能定量计算出矿山破坏和占用的土地面积，并利用GPS野外核查和实地采点，进一步核查矿山破坏情况，从而为科学地进行矿山环境保护工作提供重要的支撑数据。
4 结语
本文通过对矿山环境污染监测、矿区地质灾害监测和地貌景观的破坏监测三个方面的遥感工作方法概述，利用遥感和 GPS 技术开展遥感监测工作，通过监测数据变化的时空分析，设计 GIS 数据的更新模型。可监测程度与影像的分辨率、周围地物属性、解译者的专业知识等密切相关，可监测频率则与影像获取能力有密切关系。对大面积的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可选取多时相的中等分辨率的遥感影像（TM/ETM/OLI）进行动态监测；对小区域的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可结合中等分辨率（TM/ETM/OLI）和高分数据（SPOT）相结合的方法来进行遥感监测；对小规模的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可采用更高分辨率的遥感影像（QuickBird＼IKONOS）和航片（无人机航片）进行监测。
随着资源三号卫星等高分辨率立体测绘卫星、环境与灾害监测预报小卫星星座和航空无人机遥感技术的逐步完善，光学和雷达遥感协同发展的格局已经初步形成，随着北斗卫星系统的逐步建立，大型数据库（如ArcObject / Oracle等）的开发技术逐步完善，矿山地质环境的监测对象和精度将会逐步提升。运用“3S”技术对矿山地质环境监测对构建高效、通用、可靠的监测体系，建立矿山地质环境监测及综合评价应用示范与相关的标准规范，全面推进以遥感、地理信息系统为核心的空间信息技术在矿山地质环境遥感监测中的综合应用，直接服务于矿区可持续发展，具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 饶欢. 基于”3S”的矿业环境监测技术研究[D]. 信息工程大学， 2008.
[2] 李明立， 原振雷， 朱嘉伟. 矿山固体废物对环境的影响及综合利用探讨[ J] . 矿产保护与利用， 2005（ 4） ： 38- 41.
[3] 武强， 刘伏昌， 李铎. 矿山环境研究理论与实践[M] .北京： 地质出版社， 2010.
环境遥感监测技术范文5
关键词：遥感技术 环境科学 应用 3s一体化 发展趋势
遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息，能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息，在环境科学领域的应用具有很大优越性。
20世纪90年代以来，环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化，城市扩展动态监测评价，土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算，生物栖息地评价和保护，工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析，海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测，珊瑚和红树林的现状调查与变化监测，堤坝的规划与水沙平衡分析，水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析，大气污染范围识别与定量评价，大气气溶胶污染特征参数化，全球水、气和化学元素等的循环研究，全球环境变化以及重大自然灾害的评估等，几乎覆盖了整个地球系统。
一、遥感技术在环境科学中的应用
1.遥感技术在水污染监测方面的应用
（1）利用红外扫描仪监视石油污染
全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。
（2）利用遥感技术监测水体富营养化
浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。
（3）通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染
废水的颜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，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。
（4）应用红外扫描仪监测水体热污染
应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。
（5）通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化
水体总体反射率较低，选择1.55～1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。
2.遥感技术在大气环境监测方面的应用
（1）臭氧层
臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11o83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。
（2）大气气溶胶
利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量，工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像，可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动，估计其运动速度，及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾，把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布，还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割，建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系，可测出烟雾浓度的等值线图。
（3）有害气体
彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区，植被受污染的情况不宜被人察觉，但其光谱反射率却会明显变化，在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线，在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子，其叶绿素遭到破坏，对红外线的反射能力下降，其彩红外相片颜色发暗，如白蜡树受污染后呈紫红色，柳树呈品红色略带蓝灰色。
（4）气候变化
美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。
3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用
彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。
4.应用遥感技术监控生态环境
遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图，使用计算机集群分类，精度可高达8o％ 。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切，通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所，从而编制森林野生动物保护规划。
5.利用遥感技术监测自然灾害
遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制，地震还是不能准确预测，2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心，期待有一天，我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害，今天的悲剧永远不要发生了。
二、遥感技术的发展趋势
随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。
1.遥感影像获取技术越来越先进
（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。
（2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力。
（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。
（4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。
2.遥感信息处理方法和模型越来越科学
神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。
3.3s一体化
计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点，将推动3s一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型；遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3s一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。
4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统
随着3s一体化，资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加，遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点，在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识，建立知识库，寻求研究定量精确化算法，发展快速有效的遥感数据压缩算法，建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。
5.建立国家环境资源信息系统
国家环境资源信息是重要的战略资源，环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力，为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。
6.建立国家环境遥感应用系统
国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据，建立天地一体化的部级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统，可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统，在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理；环境遥感专业应用系统是其应用平台，在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用；环境遥感决策支持系统是其最上层系统，在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析，制定环境保护的辅助决策方案；数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境，实现环境海量数据的快速流通。
总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用，随着科学的进步，遥感技术会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。
参考文献：1. 任源，杨晓晶. 遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用. 环境保护科学第33卷第3期，2007
2. 王旭，徐永花，李莉. 遥感技术在环境科学领域的应用及其发展趋势. 地下水第29卷第3期，2007
3. 施益强，陈崇成，陈玲. 遥感技术在环境科学与工程应用中的进展. 科技导报，2002
环境遥感监测技术范文6
关键词：遥感；应用；发展趋势
中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）20-0034-02
应用推动了遥感的发展，应用领域的拓展、应用水平的提高、应用效果的改进效益的提高，也进一步推动了遥感科学与技术的不断发展。目前遥感的应用已从早期的环境遥感、资源遥感、军事遥感、海上遥感、矿山遥感、遥感制图等领域，拓展到了遥感考古、遥感岩石力学、生态遥感、遥感地球化学、公共卫生遥感等众多新的应用领域。今后遥感的应用还将在精度、效益、速度、可靠性等方面不断改进和提高，并推动产业发展和技术更新，进而推动方法研究和理论创新，以及学科发展。20世纪的卫星遥感应用比较侧重于自然、资源、无机环境和静态观测与识别，而21世纪卫星遥感的应用，必将更多的关注人文、生态环境以及动态监测与评估，通过遥感手段的优选、多平台的组合乃至多源信息的融合，最终会集成一条快速的生产流水线。
1 遥感的应用
1.1 遥感应用技术流程
具体来讲，整个过程可以分为问题分析与遥感信息源选择、遥感图像处理与分析、数据统计分析与模型建立、结果解释表达与应用四个阶段。遥感应用流程如图1所示。
1.2 遥感的应用
1.2.1 遥感在工程中的应用实例
传统的工程地质调绘（地质测绘）是依靠技术人员的野外作业来实现的，费时费力，效率不高，而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡，许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性，为工程地质人员提供了最直观调绘依据，可以大大加快工作的速度。目前发生在全国已建成的高等级公路上的灾害或问题大部分是不良地质现象造成的。因此，应用遥感技术解译调查各种不良地质现象，是提高勘察设计质量的必要环节，实践中很好的应用效果为这一论断提供了有力证据。
同时，遥感技术在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。
1.2.2 遥感在农业中的应用
①农业病虫害的监测。作物被虫害后，它的外部形态和内部生理都将发生变化，不过，不论哪种变化都将造成遥感图像光谱值得变化，我们可以通过这一变化，将该植物的光谱反射曲线与光谱库中的标准光谱反射曲线进行比较分析，进而来监测农作物的健康情况。应用遥感技术监测植物病虫害，主要通过以下途径：应用遥感技术直接研究害虫及其寄主的活动行为；应用遥感手段监测病虫害寄生地；应用遥感手段监测病虫害对植物造成的影响，跟踪其演变情况分析灾情。
②监测植物生长状态。植物的生长发育一般都具有周期性特点，而这种周期性特点在植物体各个部分都很显著，同时也势必会造成单个植物或植物群物理光学特性的变化，也就是植物生长各阶段对电磁波反射和辐射的特性的不同。因为遥感具有周期性获取目标电磁波谱信息的特点，所以可以用它来监测植物的生长状况。作物的监测主要通过植被指数、地面温度、土壤水分、植物素营养氮等实现的。研究表明，应用NDVI和叶面积指数（LAI）的相关性，考虑地面监测与农学模型，可以实现监测作物的长势。
1.2.3 遥感在资源环境中的应用
①遥感在资源中的应用。资源的原始状态、利用情况、变化趋势等都与一定的地表状态或地理过程密切联系，而这一状态与过程又具有明显不同的光谱或时态特征，在遥感影像中有不同的影像特征，我们可以通过这一不同来分析资源状况，这就是资源遥感的原理。遥感是资源探测和勘探的有力工具。应用遥感图像调查控矿构造，从而为地质物探提供靶区；森林资源遥感可以快速调查森林蓄积量，及时发现森林病虫害、森林火灾隐患等影响因素，加强森林资源管理水平；土地资源遥感动态监测可以调查土地利用动态变化，及时发现土地利用中存在的问题，通过对光谱特征的深层挖掘与地表参数反演，还可以发现土地损害和污染的信息，从而为更好的规划、整治和利用土地提供支持；水资源遥感可以快速调查水资源现状与发展趋势，从而为更好的规划水资源利用提供支持。
②遥感在环境中的应用。环境遥感是指利用遥感技术探测和研究环境污染的空间分布、时间尺度、性质、发展动态、影响和危害程度，以便采取环境保护措施或制定生态环境规划。其原理在于各种环境要素（包括大气、水、固体废弃物等）、环境污染物和环境过程都具有其特定的时间、空间和光谱特征，这些特征直接或间接的可在遥感影像上表达出来，从而应用遥感信息处理提取环境要素、监测环境污染、评价环境格局、分析环境趋势、预测环境发展、发现环境问题、辅助环境保护。环境污染按应用领域不同，可分为水环境遥感（水温、水深、水域变化、水体富营养化、石油污染、废水污染等）、大气环境遥感（大气温度和湿度、水汽、大气成分、云际风、大气降水监测、云遥感等）、生态环境遥感（土地利用、土地覆盖变化、植被、土壤侵蚀、荒漠化、城市交通、城市住房、城市人口遥感、城市环境监测等）、灾害遥感（水灾、干旱、台风、暴雨、强对流天气、雪灾、滑坡、泥石流、地震、火山爆发、台风、火灾以及农作物、果树病虫害遥感监测等）四大类。
1.2.4 遥感在煤矿开采中的应用
遥感在煤矿区的应用主要在如下几个方面：矿区地面塌陷监测与变形分析；煤矿区土壤污染监测与分析；煤矿区环境监测；煤炭资源勘探；矿区地形和专题制图；矿区演变监测；矿区综合信息采集。
