遥感技术在环境资源中的应用进展与展望
遥感技术在环境资源中的应用进展与展望
施益强
1,2
,陈崇成1,陈 玲
2
(1.福州大学空间信息工程研究中心,福州 350002;2.福州大学环境与资源工程系,福州 350002)
摘要:介绍了遥感技术在环境资源中应用的优越性和范围,分析了近年来国内外遥感技术在环境资源中应用的进展情况,最后对未来环境遥感技术的发展趋势进行了一些探讨。关键词:遥感技术;环境资源;进展;展望
中图分类号:TP 79:X 24 文献标识码:A 文章编号:1001-070X (2002)04-0007-07
0 引言
“遥感(Rem ote Sensing )”一词最早是由美国人
Evelvn (1962)在“环境遥感(Rem ote Sensing of Environ 2ment )”专题讨论会上提出并被正式采用的。自1972年美国第一颗地球资源技术卫星(ERTS -1)成功发射并获取了大量地球表面卫星影像后,遥感技术便开始在世界范围内迅速发展和广泛应用。遥感技术是一门新兴综合性科学技术,它集中了空间、电子、光学、计算机、生物学和地学等科学的最新成就,是现代高新技术领域的重要组成部分。遥感技术的出现,揭开了人类从外层空间观测地球的序幕,为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害、分析全球环境变化等提供了新的途径。
1 在环境资源中应用的优越性及范围
1.1 在环境资源中应用的优越性
遥感技术对环境研究来说,其优越性可归纳为
“高、远、多”。
高,指用高空鸟瞰的形式进行探测,洞悉地面调查的禁区和死角,把大面积的环境资源状况尽收眼底,提高了调查的彻底性和全面性。
远,指以远距离观察对象的方式进行探测,因而不损害研究对象及其环境条件,保证了观测资料的客观性。
多,包括多点位、多谱段、多时相、多高度的遥感
影像和“多次增强”的遥感信息。多点位成像,使人们对遥感影像进行立体观察成为可能;多谱段,一是指能获取从紫外、可见、近红外到远红外和微波等不同波段的信息,把不可见光转化为可见的影像或可以运算的数据,拓宽了人眼的观察领域,二是指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;多时相是指对同一目标进行多次的重复遥感,提供现象在时间轴上演化的轨迹;多高度就是指从地面、高地、低空、高空及宇宙空间等不同高度对现象进行遥感,为环境研究提供依据;遥感信息的“多次增强”是指不同类型的遥感影像的各种匹配组合及其光学和数字处理,即通过因素的综合和分解,数据的运算和交换,提高遥感分析的效率和精度。
因此,遥感技术在环境资源应用中能提供空间和时间上连续的区域性同步信息。这些信息在因素相关上具有综合性和系统性,在时间演化上具有瞬时性或同步性,体现了遥感技术应用的优越性。1.2 在环境资源中应用的范围
从应用范围的发展来看,遥感技术首先在资源宏观普查和动态监测上获得应用,而后才扩展到环境生态、环境污染等方面。20世纪90年代以来,环境遥感技术应用领域越来越广,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、海面悬浮泥砂、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮、热污染等的发现和监
收稿日期:2002-04-18;修订日期:2002-08-12
基金项目:福建省海岸带环境调控及其决策支持系统(2000H003)资助。
第4期,总第54期
国 土 资 源 遥 感
N o.4,2002 2002年12月15日
REMOTE SENSING FOR LAND &RESOURCES
Dec.,2002
测、珊瑚和红树林的现状调查和变化监测、堤坝的规划与水沙平衡分析、水下地形地貌调查以及水域初级生产力的估计,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、全球的水、气、化学元素等的循环研究、全球环境变化以及重大自然环境灾害的评估等,几乎涵盖整个地球系统。
2 在环境资源中的应用进展
2.1 陆地环境遥感
陆地遥感目标的范畴很广,实际上包括了地表生物圈、水文圈、岩石圈以及人文圈等领域。
生物圈是全球变化研究的主要内容。生物圈遥感不仅研究地球生态的变化、全球生物量对大气中C O2、甲烷等气体的收支问题、全球生物量变化导致的气候变化;同时,在土地利用与土地覆盖、作物估产、森林蓄积量调查等应用方面也具有实际意义。如AVHRR数据由于具有全球性和长期性积累等特点,因此,在全球植被指数变化和全球初级生产力估算方面发挥了重要作用;利用ERS卫星微波散射计数据用于观测全球陆地植被变化;利用S AR数据估算森林生物量,并建立了有关的辐射传输模型等。
水文圈是全球能量和水循环的重要组成部分。土壤湿度是研究全球生态环境及大气圈、地圈相互作用的重要参数,也是作物估产、旱灾监测等应用领域的监测对象。利用AVHRR数据估算裸露土壤的含水量已进入实用阶段。近年来,微波遥感在这一领域已显示出强大的生命力,各种类型的微波辐射计、散射计、雷达等成功地用于土壤水份信息的提取,各种辐射传输模型和经验模型也迅速发展。如Dubois等利用SIR-C的L波段数据通过经验模型,获取了试验区土壤湿度数据,与实测数据相比,其RMS误差小于3.5%。
在岩石圈研究方面,利用G PS和干涉技术观测板块运动取得了成功。如Mass onnet等成功地利用干涉雷达技术测量了1992美国Landers地震形成的位移。目前,干涉雷达技术在地形测量、地壳变形、地震监测等领域的应用表明,该技术正逐渐成为对地观测技术的热点之一。如利用干涉雷达技术测定DE M的精度达到5～10cm,利用差分干涉雷达测定大面积、垂直位移的精度可达到1～3cm。
土地利用与土地覆盖的遥感分类是环境资源遥感的一个重要应用研究方向。20世纪80年代土地覆盖遥感工作主要是基于传统的统计聚类方法,着重于土地类型的分析解译以及相应的光谱特征的描述。由遥感数据解译编制的土地覆盖图虽可以满足某些应用需要,但其信息量有限,且很少涉及土地覆盖与其他自然景观要素的联系。针对这一局限性, Loveland等提出了所谓“灵活的土地覆盖数据库”概念。这一新的土地覆盖分类策略在美国及全球1km 土地覆盖数据库的研制中得以应用,并取得了成功。近年来出现了不少研究土地遥感影像分类的新方法,主要代表方法有决策树法、多元数据挖掘分析法、多元数据专家系统和计算机识别法及人工智能神经元网络分类法等。如Friedl等提出了土地覆盖分类的不同决策树法,并认为决策树法是一种非参数法,不受数据分布的严格限制,具有灵活、分类精度高等特点。邸凯昌等提出了一种归纳学习与传统分类法结合的基于空间数据挖掘的遥感影像分类法,能较好地解决遥感影像分类中同物异谱、同谱异物等问题。此外,杨存建等提出了一种基于知识的遥感影像土地利用分类法,该法不仅可促进GIS数据更新的自动化,还可以得到比常规最大似然法更高的分类精度。专家系统与计算机识别方法虽已在许多小范围的遥感影像分类研究中得到了应用,但还远未达到实用阶段,在全球和大区域土地覆盖遥感应用的领域中还未见报道。
由于神经网络遥感影像分类方法较传统的统计分类方法具有不受特征空间高斯正态分布的约束,具有更高的分类精度、更快的处理速度并能在分类过程中引入先验知识、物理约束、模糊规则、处理混合像元以及加入不同类型的空间数据等优势,所以被广泛地应用于土地覆盖分类。骆剑承等融合了参数化统计分布模型和非参数化线性感知器映射模型的优点,初步提出了基于径向基函数(RBF)映射理论的神经网络分类法,并认为该法在学习速度、网络结构、融合领域知识等方面与BP神经网络方法相比具有一定优势。此后,又在综合基于常规数理统计、人工神经网络、知识逻辑推理等遥感影像分类方法后,提出了遥感地学智能图解模型支持下的LUΠLC分类法,为实际遥感影像自动解译提供一种新的工作思路;Murai等建立了一个具有模式识别和错误校正功能的影像分类系统,该系统由基于神经网络的分类系统和基于知识的后校正系统组成,并得到试验。贾永红等应用动量法和学习率自适应调整的策略,改进了BP神经网络遥感分类法,认为该法同标准的BP神经网络和传统的Bayes融合分类法相比,具有
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学习效率高、可靠性强和分类速度快等特点;李强等提出基于三维H opfield人工神经网络模型的遥感信息综合分类算法,该法将遥感影像分类和分类结果平滑过程有机结合,并方便地引入经验知识指导网络进化,试验表明该方法对森林类型划分、土地利用调查等遥感应用专题的分类精度有明显提高;熊桢等为了从根本上解决多层感知器神经网络的通病,提出了一种用于高光谱遥感影像分类的高阶神经网络算法,并用于北京市沙河镇地区的高光谱数据试验,取得了很好效果,证明了该算法在结构、速度和精度方面相对其他神经网络算法有巨大优势;毛建旭等针对遥感影像分类的特点,将模糊技术和神经网络相结合,提出基于模糊高斯基函数神经网络的遥感影像分类器,该分类器具有自适应特性,分类精度也明显高于传统的最大似然法。
城市是人类主要的生存环境,遥感技术在城市生态环境变化及其动态扩展监测方面的应用也备受关注。用于城市生态环境演变和城市动态变化监测的遥感影像数字处理方法很多,不同的环境条件和应用目标,选用不同的算法和波段组合,并且各有优缺点。近年来主要的进展表现在传统方法改进和新方法不断出现两个方面。Ridd等提出一个新的称为Chi Square转换法用于城市环境动态监测,实践证明该法具有一定的实用性;黎夏等利用多时相遥感影像叠置后的主成分分析法,提高了土地利用变化的遥感监测精度;Bruzzone等首次提出多波段选择利用变化检测方法,该法充分利用未参与检测的波段以达到消除配准噪音;Bhattacharya等对向后传播神经网络法进行了改进,用于道路类特征的变化检测; Hame等对两个时相的遥感影像进行先后两次非监督集群分类且作了对比后用于植被变化检测;陈本清等利用分类后比较法进行了厦门市城市热岛、地表湿度、植物覆盖、水体以及交通等城市环境因素的动态监测,分析和评估了厦门市的城市扩展和城市化进程。
2.2 水域环境遥感
20世纪70年代开始,一些国家应用航空遥感监测海岸带污染,应用卫星遥感监测区域性的海上溢油、赤潮事件。20世纪80年代以来,开始利用卫星遥感监测污染浓度场的变化和污染环境的影响评价。遥感技术在水域环境中的应用主要涉及海洋水文、气象、生物、物理以及海洋动力、海洋污染、近岸工程等领域。遥感技术通常获取海洋深层信息是比较困难的,这也正是海洋遥感面临的一个难题。
水色遥感的重点是在近岸海水和海岸带。主要应用于污染物排放选址、水环境评价、环境污染事件(溢油和赤潮)、水体泥砂、浑浊度、叶绿素、黄色物质等的识别与监测。T assan从T M影像上对近海、入海河流—海水交界的悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质等信息进行了提取以及相应的分层遥感信息模型、大气订正分层等进行了深入的研究。很多学者对于悬浮泥砂浓度提取的研究进展、各种关系模型原理、遥感平台选择、提取误差分析等也进行了介绍和总结。潘德炉等通过研究叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质等海洋水色主要因子,分别从可见光波段和荧光波段对辐射的贡献出发,发展了海洋水体离水辐射率模式;曹文熙等分析了叶绿素、黄色物质和无机悬浮颗粒等要素对海水光谱反射率的贡献,在此基础上,利用主成分分析法,通过对光谱反射率数据的特征向量变换和主因子回归,建立了反演南海海水叶绿素和溶解有机碳的遥感算法。
水体污染物的提取和分析开始向技术集成、平台综合、算法优化、结果定量等方向发展,人工智能技术开始应用于提高污染物定量提取的方法上,并且非常重视新概念、新理论、新参数的发展,应用范围也已突破近岸海水和地表水体,开始拓宽到地下水补给区的识别上。E l Raey等采用非监督分类确定训练区改进最大似然监督分类和专题主组分变换(TPC)的方法,进行了近海污染评价;Ferrier成功地利用AVIRIS机载高质量影像光谱数据圈定西班牙南部R odaquilar金矿区因尾矿堆放渗滤和扩散引起的环境污染范围和含铁组分分布;K einer等利用三层神经网络模型建立浑浊沿岸海水的水质参数与T M反射光谱信息之间的转换函数来估算海面的叶绿素、沉积物含量,并指出由此得到的非线性转换函数优于传统的回归分析模型,具有广阔的前途;
H oogenboom等将AVIRIS数据用于海岸带和内陆水体中叶绿素估计的灵敏度分析。W oodruff等尝试利用海水光衰减系数K
P AR与反射率R D之间的半解释方程进行复杂光学特征的海湾水体透明度的遥感估计。
近年来遥感技术应用于赤潮、溢油监测研究受到有关方面的关注。黄韦艮等利用SeaStar卫星影像开展海域赤潮监测和多要素实时遥感预测研究,成功地预报了1997年7月发生在浙江嵊泗海区的夜光藻赤潮和1997年11月发生在广东沿海的金囊藻赤潮。翡相斌等也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;陈晓翔等认为赤潮的监测
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和预报必须依靠多层次的海洋观测系统和多学科的
综合研究才能实现。在溢油方面,张永宁等利用AVHRR和T M影像,对几次海上溢油事故的油膜影像进行处理和解译,得到较为清晰的、与事故现场调查结果相吻合的溢油影像;Espedal等研究了利用S AR影像进行溢油事故遥感监测的新方法,对解决油膜厚度等提供较大的帮助。现在应用遥感技术已经能够对海面油膜的覆盖范围和厚度、溢油数量和油种进行监视测量。
2.3 大气环境遥感
大气环境遥感是利用遥感技术监测大气的结构、状态及其变化。从遥感观测物理量看,主要包括大气温度、压力、风、气溶胶类型及其含量分布、云的结构与分布、水汽含量、大气微量气体的铅垂分布及三维降雨观测等。大气环境遥感技术对灾害性天气气候以及全球环境变化的监测和预测都具有极为重要的意义。由于遥感技术本身的特点和大气环境问题的独特性,大气环境遥感主要用在全球环境变化研究上。城市尺度上的研究,目前还是集中在城市热岛效应、气溶胶厚度定量计算和大气环境污染的定性识别上,较少涉及大气环境污染程度的定量研究分析上。
全球环境变化监测的一个重要问题是,需要了解大气中具有辐射和化学重要性的微量气体在全球范围内的时空分布和变化趋势,特别是C O
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、C O、CH4、CI O、O3、N2O、NO2、NH3、(CH3)2S、H2S、C OS和S O2。20世纪70年代的雨云卫星系列在这方面发挥了重要作用。1978年发射的云雨7号携带了总臭氧量制图光谱仪,观测了全球臭氧分布,在发现臭氧洞方面作出了贡献,取得了与平流层中臭氧层破坏有关的重要信息。1991年发射的上层大气圈研究卫星携带了多种高灵敏传感器,用以测量中上大气层参数,特别是平流层臭氧以及太阳辐射和影响大气层的能量粒子。如通过对全球CI O分布的测量,发现了CI O的升高与臭氧的损耗相关,同时还发现了菲律宾Pinatubo火山喷发所形成的热带区26km高度
处S O
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的富集。在灾害性天气气候的监测和预测方面,气象卫星遥感发挥了极为显著的作用,对台风、暴雨、龙卷风等灾害性天气的监测效率提高到100%,使得数值天气预报准确率有了明显的提高。正在计划中的地球环境卫星将提供大气圈、水圈、岩石圈、生物圈及其相互的探测资料,把长期数值天气预报与气候预测提高到一个崭新的阶段。
城市热岛效应是城市环境遥感经久未衰的研究课题。城市热岛的遥感研究主要是通过对城市下垫面的热红外遥感来进行的。1965年Chandler发表了第一张完整的城市热岛气温分布图,揭示了城市热岛水平结构。利用热红外遥感信息进行城市热岛及其环境效应的研究具有独特有利之处,国内外众多学者对此作了大量的研究。自1980年以来,我国分别在天津、北京、上海等地进行过城市环境遥感、城市热岛形成和漂移分析等试验。目前,城市热岛研究,开始注重利用遥感信息模型与大气污染迁移扩散数值模拟相结合的方法进行城市热岛时空分析和预测模拟。
大气气溶胶是一种很重要的大气成分,而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。要利用遥感数据精确测定大气气溶胶光学厚度是一个十分困难的问题。计算大气气溶胶光学厚度的方法很多,不同的方法适用的条件、内容不同,亦各有优缺点。Sifakis等提出求取气溶胶光学厚度的新方法———温度衰减法;刘广员等利用AVHRR可见光和近红外两个通道的反射率数据提出的双通道算法,使得单个通道中地表反射率和大气因子参数化的误差得以抵消,从而极大地提高了反演精度(>90%)。
大气遥感光谱监测是大气环境污染监测的一项高新技术,具有灵敏度高、分辨率高、多组分、实时、快速监测等特点。Wald等对法国西部城市Mantes 研究后得出:遥感表观温度与BP总量高度相关,与S O2一次浓度相关也不错,并且发现各组分NO2、NO 等用日均浓度与表观温度相关比一次浓度相关好,并指出在进行遥感数据大气订正时必须考虑这种城市大气污染效应。此外,G ao等利用SPOT和T M数据通过耦合植被天窗的叶面反射遥感信息模型和叶面去除酸沉降模型进行区域气态物质干沉降模拟; K eller等已成功利用SPOT XS3数据与大气污染物扩散模型联合对高速公路引起的降尘负荷分布进行定量计算。这些试验研究为促进遥感城市环境污染的定量刻画和评价提供了很有益的帮助。
3 环境遥感技术的发展趋势
3.1 遥感影像获取技术的发展
从技术上讲,遥感总是在解决空间分辨率和光谱分辨率这一对矛盾中前进的。空间分辨率向米级、分米级发展,光谱分辨率进一步细化,微波遥感向多极化、多波段及多种工作模式发展,这些都将促
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进遥感数据精度的提高,并将进一步扩展遥感技术的应用领域,特别是在城市环境动态监测与定量评价上。
(1)随着高性能新型传感器研制开发水平的提高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总的发展趋势。对于遥感传感器的改进和突破将主要集中在成像雷达和成像光谱仪(以其卓越的光谱分辨率使得在光谱域内进行定量遥感分析和研究地物化学成份成为可能)两个热点。高分辨率的遥感数据对地质勘探和陆地、海洋生物资源调查将十分有效。
(2)雷达遥感技术将会得到更广泛的应用。雷达遥感具有全天候全天时影像的获取能力以及对一些地物的穿透能力,能在对地观测领域中发挥其他手段所难以发挥的作用,因此已成为目前遥感的前沿领域。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术和植被穿透性宽波段雷达技术将会在经过一系列实验、研究和发展之后成为本世纪的重要遥感技术,成为实现全天候对地观测的主要技术手段,从而大大提高环境资源动态监测的能力。
(3)热红外遥感技术也将会得到广泛应用。开发和完善陆地表面温度和发射率分离技术,定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程,从而在全球变化的研究中发挥更大的作用。
(4)以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统必将是当前发展的重要方向之一。该系统将由航天、航空、地面观测台站网络等子系统组成。它是一种具有提供定位、定性、定量以及全天候、全时域、全空间的数据能力的综合性技术系统,可为地学研究、资源开发、环境保护、区域经济协调和持续发展提供系统的科学数据和信息服务。
3.2 遥感信息处理方法及遥感信息模型的发展
遥感信息模型和先进技术的引进,如神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识与影像处理系统的集成等,都将提高多源遥感数据的融合、分类识别以及提取精度和可靠性。把统计分类、模糊技术、专家知识与神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器,可提高分类的精度和类数。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发展方向之一。国内外很多学者研究过遥感信息融合技术,如主成分变换融合、色彩变化融合、乘积变换融合、Brovey变换融合、小波变换融合、决策层目标识别数据融合等。遥感信息机理模型的发展和拓宽,特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用,也将是一个重要方向。有学者认为遥感信息模型是集地形模型、物理模型和数学模型之大成,是利用遥感信息和地理信息影像化方法建立起来的一种可视化模型,是一种注重知识表达和影像理解的模型。
3.3 “3S”一体化集成趋势
空间技术和计算机技术的发展、遥感和地理信息系统的各自优缺点、信息共享的需要、地球空间数据和环境资源数据具有的空间分布式、动态时序等特点,将推动着“3S”技术的进一步融合集成。未来以RS、GIS和G PS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。
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,用于影像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区、辅助关心区域等;全球定位系统为遥感对地观测信息提供准实时或实时的定位信息和地面高程模型。在环境模拟分析中,遥感与地理信息系统的结合可以实现两者的交互操作和相互配合,并可实现环境分析结果的可视化。“3S”一体化集成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,形成快速、高精度的信息处理流程。这对遥感技术在环境保护领域的应用与发展具有深远的意义。
3.4 高速、大容量和高精度数据处理系统的建立
未来空间遥感技术的发展将导致传感器空间分辨率和光谱分辨率的大幅度提高,并且随着“3S”一体化集成技术系统的投入运行,环境资源的遥感数据量和计算机处理运算量也将大幅度增加,这就要求遥感数据处理系统必须具有较高的处理速度、处理能力和精度。面对这种发展趋势,神经网络计算机和专家系统将为这种系统的建设提供强有力的支持;采用神经网络,利用其全并行处理、自适应学习、联想功能等特点,在解决计算机视觉、模式识别等特大数据量、信息特别复杂的问题上将表现出明显优于传统计算机处理方法的优势;在总结专家知识的基础上建立知识库,将有利于专家系统在遥感影像识别中得到实际应用;寻求和研究定量精确化
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的算法、新的理论以及发展快速有效的遥感数据压缩算法等也将会促进系统的建设。
3.5 国家环境资源信息系统的建立
建立国家环境资源信息系统是环境遥感技术实用化的必然结果。国家环境资源信息是国家的重要战略资源,环境资源数据库是国家环境资源信息系统建设的核心。由于当前缺乏全国性有关环境、资源、经济、社会之间相互作用与演变的时空分布与发展的基础信息,因而难以在此基础上进行环境资源定量研究和评价,难以做到较准确掌握经济和社会发展对环境资源所造成的冲击规模、强度和趋势以及环境资源对社会的反馈作用。为了改变这种被动局面,有必要建立这样的信息系统以提高对环境资源的宏观调控能力,为我国经济和社会可持续发展战略、布局和趋势预测,为环境保护、资源管理以及实现环境、经济、社会的宏观调控提供科学数据和决策支持。
3.6 国家环境遥感应用系统的建设
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,建立天地一体化的国家级环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统,可定期报告陆地环境、水环境、大气环境的状况及污染趋势。环境遥感监测预报系统将由4个主要部分组成:环境遥感地理信息系统是其支撑系统,在各种应用软件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,在环境专业模型支持下实现环境遥感数据的应用;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驱动下进行环境预测评价分析,形成环境保护的辅助决策方案;数据网络环境是其数据输入输出的开放网络环境,实现环境海量数据的快速流通。
参考文献
[1] 易秀.遥感技术在城市生态系统分析和研究中的应用[J].西
安工程学院学报,2000,22(2):75-78.
[2] 陈述彭,童庆禧,郭华东.遥感信息机理研究[M].北京:科学
出版社,1998.
[3] 张义彬,曲家惠.世界遥感技术发展现状及其地质应用[J].国
土资源遥感,1998,(4):67-75.
[4] 郑威,陈述彭.资源遥感纲要[M].北京:中国科学技术出版
社,1995.
[5] 周成虎,骆剑承,刘庆生,等.遥感影像地学理解与分析[M].
北京:科学出版社,1999.
[6] 徐冠华,田国良,王超,等.遥感信息科学的进展和展望[J].
地理学报,1996,51(5):385-397.[7] 杨立民,朱智良.全球及区域尺度土地覆盖土地利用遥感研究
的现状和展望[J].自然资源学报,1999,14(4):340-344.
[8] 邸凯昌,李德仁,李德毅.基于空间数据发掘的遥感图像分类
方法研究[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):42-48. [9] 杨存建,周成虎.基于知识的遥感图像分类方法的探讨[J].地
理学与国土研究,2001,17(1):72-77.
[10]骆剑承,周成虎,杨艳.基于径向基函数(RBF)映射理论的遥感
影像分类模型研究[J].中国图象图形学报,2000,5(2):94-99.
[11]骆剑承,周成虎,杨艳.遥感地学智能图解模型支持下的土地
覆盖Π土地利用分类[J].自然资源学报,2001,16(2):179-183.
[12]贾永红,张春森,王爱平.基于BP神经网络的多源遥感影像分
类[J].西安科技学院学报,2001,21(1):58-60.
[13]李强,王正志.基于人工神经网络和经验知识的遥感信息分类
综合方法[J].自动化学报,2000,26(2):233-239.
[14]熊桢,童庆禧,郑兰芬.用于高光谱遥感图象分类的一种高阶
神经网络算法[J].中国图象图形学报,2000,5(3):196-201. [15]毛建旭,王耀南.基于模糊 斯基函数神经网络的遥感图像分
类[J].遥感技术与应用,2001,16(1):62-65.
[16]潘德炉,李淑箐,毛天明.卫星海洋水色遥感的辐射模式研究
[J].海洋与湖沼,1997,28(6):652-658.
[17]曹文熙,钟其英,杨跃忠.南海水色遥感的主因子分析[J].遥
感学报,1999,3(2):112-115.
[18]黄韦艮,毛显谋,张鸿翔,等.赤潮卫星遥感监测与实时预报
[J].海洋预报,1998,15(3):110-113.
[19]陈晓翔,邓孺孺,何执兼,等.赤潮相关因子的卫星遥感探测与
赤潮预报的可行性探讨[J].中山大学学报,2001,40(2).112-115.
[20]汪小钦,陈崇成.遥感在近岸海洋环境监测中的应用[J].海洋
环境科学,2000,19(4):72-76.
[21]刘广员,孙毅义.大气气溶胶光学厚度的卫星双通道遥感方法
[J].南京气象学院学报,1998,21(3):321-327.
[22]倪绍祥,查勇,蒋建军.我国资源与环境遥感研究的进展与展
望[J].南京师大学报(自然科学版),1995,18(3):81-94. [23]冯筠,黄新宇.遥感技术在资源环境监测中的作用及发展趋势
[J].遥感技术与应用,1999,14(4):59-70.
[24]马蔼乃.遥感信息模型[M].北京:北京大学出版社,1997.
[25]刘纪远,中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[M].北京:中
国科学技术出版社,1996.
[26]Loveland T R,M erchant J W,Ohlen D O,et al.Development of a
landcover characteristics database for the conterm inous U.S.[J].Pho2 togrammetric Engineering and Rem ote Sensing,1991,57:1453-1463.
[27]Friedl M A,Brodley C E.Decision tree classification of land cover from
rem otely sensed data[J].Rem ote Sensing of Environment,1997,61: 399-409.
[28]Ridd M K,Liu J.A com paris on of four alg orithms for change detection
in an urban environment[J].Rem ote Sensing of Environment,1998, 63:95-100.
[29]Bruzz one L,Serpico S B.Detection of changes in rem otely sensed imag2
es by the selective use of muli-spectral in formation[J].International Journal of Rem ote Sensing,1997,18(18):3883-3888.
[30]Bhattacharya U,Parui S K.An im proved backpropagation neural net2
w ork for detection of road-like features in satellite imagery[J].Inter2
?
2
1
?国 土 资 源 遥 感2002年
national Journal of Rem ote Sensing ,1997,18(16):3379-3394.[31]Hame T ,Heiler I ,Jesus S M A.An unsupervised change detection and
recognition system for forestry[J ].International Journal of Rem ote Sens 2ing ,1998,19(6):1079-1099.
[32]T assan S.A numerical m odel for the detection of sediment concentration
in stratified rive plumes using thematic mapper data [J ].International Journal of Rem ote Sensing ,1997,18(12):2699-2705.
[33]T assan S.A procedure to determ ine the particulate content of shallow
water from thematic mapper data [J ].International Journal of Rem ote Sensing ,1997,18(10):557-562.
[34]Nichol J E.Rem ote sensing of water quality in the S ingapore -Johor -Riau growth triangle [J ].Rem ote Sensing of Environment ,1993,43:139-148.
[35]E l Raey M ,Ahmed S ,K orany E.M arine pollution assessment near Al 2
exandria ,Egypt by thematic principal com ponents (TPC )[J ].Interna 2tional Journal of Rem ote Sensing ,1998,19(7):1395-1414.
[36]Ferrier G.Application of imaging spectrometer data in identifying envir 2
onmental pollution caused by m ining at R odaquilar ,S pain[J ].Rem ote Sensing of Environment ,1999,68:125-137.
[37]K einer L E ,Y an X H.A neural netw ork m odel for estimating sea sur 2
face chlorophyll and sediments from thematic mapper imagery[J ].Re 2m ote Sensing of Environment ,1998,66:153-165.
[38]H oogenboom H J ,Dekker A G,Althuis I J A.S imulation of AVIRIS
sensitivity for detecting chlorophyll over coastal and inland waters[J ].Rem ote Sensing of Environment ,1998,65:333-340.
[39]W oodru ff D L ,S tum pf R P ,Scope J A ,et al.Rem ote estimation of wa 2
ter clarity in optically com plex estuarine waters[J ].Rem ote Sensing of Environment ,1999,68:41-52.
[40]Le H Y.An application of NOAA AVHRR thermal data to the study of
urban heat islands[J ].Atm ospheric Environment ,Part B ,1993,27:1-13.
[41]K im H.H.Urban heat island[J ].International Journal of Rem ote Sens 2
ing ,1992,13:2319-2336.
[42]S ifakis N ,Descham ps P Y.M apping of air pollution using SPOT satel 2
lite data[J ].Photogrammetric Engineering and Rem ote Sensing ,1992,LVIII :1433-1437.
[43]W ald L ,Baleynaud J M.Observing air quality over the city of Nantes by
means of landsat thermal in frared data[J ].International Journal of Re 2m ote Sensing ,1999,20(5):947-959.
[44]G ao W ,W esely M L.M odelling gaseous dry deposition over regional
scales with satellite observation -1:M odel development [J ].Atm o 2spheric Environment ,1995,29(5):727-737.
[45]K eller J ,Lam precht R.R oad dust as an indicator for air pollution trans 2
port and deposition :An application of SPOT imagery[J ].Rem ote Sens 2ing of Environment ,1995,54:1-12.
[46]Phinn S K.A framew ork for selecting appropriate rem otely sensed data
dimensions for environmental m onitoring and management [J ].Interna 2tional Journal of Rem ote Sensing ,1998,19(17):3457-3463.[47]Johns on R R ,K asischke E S.Change vector analysis :A technique for
the multispectral m onitoring of land cover and condition [J ].Interna 2tional Journal of Rem ote Sensing ,1997,19(3):411-426.
[48]Saraf A K,Choudnury P R.Integrated rem ote sensing and GIS for
groundwater exploration and identification of artificial recharge sites[J ].International Journal of Rem ote Sensing ,1998,19(10):1825-1841.[49]G ross H N ,Schott J R.Application of spectral m ixture analysis and im 2
age fusion technigues for image sharpening[J ].Rem ote Sensing of En 2vironment ,1998,63:85-94.
THE APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNOLOG Y
TO ENVIRONMENT :ITS PROGRESS AN D PROSPECTS
SHI Y i -qiang
1,2
,CHE N Chong -cheng 1,CHE N Ling
2
(1.Spatial Information Research Center o f Fuzhou Univer sity ,Fuzhou 350002,China ;2.Department o f Environmental and Resources Engi 2neering o f Fuzhou Univer sity ,Fuzhou 350002,China )
Abstract ∶Advantages and application fields of the rem ote sensing technology in environment and res ources are de 2scribed ,and recent progress of the application both in home and abroad is als o analyzed.At last ,the prospects of rem ote sensing technology in environmental protection are discussed in this paper.
K ey w ords ∶Rem ote sensing technology ;Environment and res ources ;Progress ;Prospects
第一作者简介:施益强(1977-),男,福建龙海人,硕士研究生,现就读于福州大学,主要从事环境建模、遥感和GIS 应用等方面的研究。
(责任编辑:周树英)
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31?第4期施益强,等: 遥感技术在环境资源中的应用进展与展望
遥感技术基础[习题]
遥感技术基础习题 1、遥感的基本概念。 广义而言，遥感(Remote Sensing)泛指各种非直接接触的、远距离探测目标的技术。对目标进行采集主要根据物体对电磁波的反射和辐射特性，利用声波、引力波和地震波等，也都包含在广义的遥感之中。 通常认为，遥感是从远距离、高空、以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等遥感器，通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。 2、遥感探测系统包括哪几个部分 ①空间信息采集系统（包括遥感平台和传感器） 遥感传感器：指搭载遥感器的运载工具 按高度大体可分为： 地面平台、空中平台和太空平台三大类 指搭载遥感器的运载工具，按高度大体可分为： 地面平台、空中平台和太空平台三大类 遥感平台：指搭载遥感器的运载工具 按高度大体可分为： 地面平台、空中平台和太空平台三大类 ②地面接收和预处理系统（包括辐射校正和几何校正） ③地面实况调查系统（如收集环境和气象数据） ④信息分析应用系统 3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点 ①大面积实时观测。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右，陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右， 从而，可及时获取大范围的信息。 ②时效性强，获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地球运转，从而能及时获取所经地区的各 种自然现象的最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。 ③信息客观、真实，信息量大。 ④数据的综合性和可比性好。 ⑤获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼 泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。 4、遥感有哪几种分类分类依据是什么 ①按遥感平台的高度分类：航天遥感、航空遥感和地面遥感 ②按所利用的电磁波的光谱段分类：可见光/反射红外遥感、热红外遥感、微波遥感三种类型。 ③按研究对象分类：资源遥感与环境遥感两大类。 ④按应用空间尺度分类：全球遥感、区域遥感和城市遥感。
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文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持. 遥感在环境检测中的应用 班级：测绘C111 姓名：郑广震 学号： 117568
文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持. 遥感在环境检测中的应用 摘要：现阶段，由于多方面因素的影响，使得我国的城市环境污染日益严重，各类突发性环 境污染事故比比皆是，从而导致生态环境失衡。环境监测作为控制环境污染的主要途径之一， 其作用得以彰显。然而，我国幅员辽阔，仅凭现有的环境监测工作站及监测技术很难实现全 方位监测，而且及时性和准确性也难以保证。遥感技术以其自身诸多优点，被广泛应用于各 个领域当中，该技术在环境监测方面的效果也比较明显。基于此点，本文就城市环境监测中 遥感技术的应用进行浅谈。 关键词：环境监测；遥感技术；红外遥感 一、遥感技术概述 遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是 60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的 发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来， 供识别和判断。把遥感器放在高空气球、飞机等航空器上进行遥感，称为航空遥感。把遥感 器装在航天器上进行遥感，称为航天遥感。完成遥感任务的整套仪器设备称为遥感系统。航空和航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感还能周期性地得到实时地物信息。因此航空和航天遥感技术在国民经济和军事的很多方面获 得广泛的应用。例如应用于气象观测、资源考察、地图测绘和军事侦察等。 遥感技术是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线，对目标进行探测和识别的技术。例如航空摄影就是一种遥感技术。人造地球卫星发射成功，大大推动了遥感技术的发展。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上 述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取信息的遥感器。遥感器的种类很多，主要有照相机、电视摄像机、多光谱扫描仪、成象光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等。 传输设备用于将遥感信息从远距离平台( 如卫星 ) 传回地面站。信息处理设备包括彩色合成 仪、图像判读仪和数字图像处理机等。 遥感（ RS）与地理信息系统（GIS）技术的发展及其在地理学研究中越来越广泛和深入的应用，已经导致这一学科研究方法，特别是地理学研究中空间对象的观测与信息获取方法 产生了根本性的变化，极大地提高了对地观测能力和丰富了观测内容，深化了人们对地理现 象的认识。 （一）遥感技术分类 遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外 遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。 （二）遥感技术的特点和作用 遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规法无法监测到的污染源；其较为明显的作用是可 对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污 染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。 （三 )遥感技术的优越性 探测范围大：航摄飞机高度可达 10km 左右；陆地卫星轨道高度达到 910km 左右。一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到 3万多平方千米，约相当于我国海南岛的面积。我国只要 600 多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。
遥感技术漫谈论文
遥感技术漫谈 论文 —遥感的发展，现状及前沿综述 姓名：汤丽宇 班级：艺术设计0902班 学号：U200915544 指导老师：孙燕
论遥感的发展，现状及前沿综述选修遥感技术漫谈的原因起初是由于遥感技术是近年来蓬勃发展起来的一门综合性的空间信息科学，而它的应用范围触及到了很多行业，特别是在资源勘测，环境管理，全球变化，动态监测，甚至在我们所触及到的专业遥感技术也有其应用比如说遥感在规划，管理中的应用和发展。这使我对这种随着时代发展获得越来越广泛应用的新兴技术产生了好奇.学了这门课最大的收获是让我对遥感技术的发展，应用等方面有了进一步了解。由此我写了这篇关于遥感技术发展现状的论文。 触及遥感这个话题，首先要解释的就是什么是遥感？遥感的英文是“remote sensing”,意即“遥远的感知”，在日本叫“远隔探知”或“远隔探查”。其科学含义一般理解为：在遥远的地方，感测目标物的“信息”，通过对信息的分析研究确定目标物的属性及目标物之间的关系。也就是说：不与目标物接触，凭借其发出来的某些信息识别目标。所以有人将遥感技术作为一项侦察技术。 根据遥感的这一概念，人和动物都具有一定的遥感本领。比如说：人的眼睛在识别物体的过程就是一种遥感的过程，它是靠物体的一些信很多有息比如说：色调，亮度，外在特征等，借此来了解物体的属性，与此类似的还有能发出超声波的蝙蝠，它们能在接收到的回波里判断障碍物的距离，方位和其他相关的信息， 遥感在国内国外有很多不同的定义，目前比较一致的定义是：在远离被测物体或现象的位臵上，使用一定的仪器设备，接受，记录物
体或现象反射或反射的电磁波信息，经过对信息的传输，加工处理及分析与解释，对物体及现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。 遥感技术的形成与发展与时代的发展要求相一致，它的形成是与传感技术，宇航技术，通讯技术以及电子计算机技术发展相联系，与军事，环境勘测，资源开发利用和全球化的需要相适应。 20世纪50年代以来，随着科学技术的发展，在普通照相机和飞机的基础上，一些新的信息勘测系统相继出现。人类观测电磁辐射的能力从可见光扩展到了紫外，红外，微波等，对目标物信息的收集方式从摄影到非摄影;资料由像片到数据；平台由汽车，飞机发展到卫星，火箭；应用研究从军事，测绘领域扩展到了农，林，水，气象，地质，地理，环境和工程等部门。这就需要引进一个新的术语，以便概括这种信息探测系统及其过程。1960年美国学者伊林L.布鲁伊特提出“遥感“这一科学术语，1962年在美国密执安大学召开的《国际环境科学遥感讨论会》上，这一名词被正式通过，从此就标志着遥感这门新学科的形成。 在遥感一词出现以前，就已产生了遥感技术。发展至今，大体经历了三个阶段：常规航空摄影阶段，航空遥感阶段，航天遥感阶段。 常规航空摄影阶段：这段时期是在20世纪30年代以前，根据遥感的概念，1826年摄影技术的发明就标志着遥感技术的诞生。但在1839年以前主要是进行地面摄影。1858年法国人G.F.图纳乔用系留气球摄取了巴黎“鸟瞰“像片，1859年J.W.布莱克乘气球在空中拍摄了波士
遥感技术基础复习题(推荐文档).doc
一名词解释： 电磁波谱 :按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列起来，这就是电磁波谱。主动遥感：【运用人工产生的特定电磁波照射目标物，再根据接收到的从目标物反射回来的 电磁波特征来分析目标物的性质、特征和状态的遥感技术。】 被动遥感：【运用遥感器接收来自目标物的反射和辐射电磁波谱，并根据其特征对目标物探 测的遥感技术。】 紫外遥感：【探测波段在0 .001 ~ 0.38 μ m 之间的遥感称为紫外遥感。】 可见光遥感 :【指传感器工作波段限于可见光波段范围0.38 ~ 0.76 μ m 之间的遥感技术。】红外遥感：【探测波段在0.76 - 1000μ m 之间的遥感称为红外遥感。】 微波遥感：【探测波段在1mm - 1m 之间的遥感称为微波遥感。】 镜面反射 : 镜面反射是指物体的反射满足反射定律，反射角=入射角。当发生镜面反射时， 对于不透明物体，其反射能量等于入射能量减去物体吸收的能量。 漫反射 : 如果入射电磁波波长λ不变，表面粗糙度h逐渐增加，直到h 与λ同数量级，这时整个表面均匀反射入射电磁波。 混合反射 : 表面粗糙度中等实际地物表面由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象称为混合反射。是镜面反射和漫反射的结合。 瑞利散射 : 当大气中粒子的直径小于波长1/10 或更小时发生的散射。即q < 1。比值因子 q = 2π γ /λ 米氏散射 : 当大气中粒子的直径大于波长1/10 到与辐射的波长相当时发生的散射。即 q = 3 非选择性散射 : 当大气中粒子的直径大于波长时发生的散射。这种散射的特点是散射强度与 波长无关，任何波长的散射强度相同，因此称为无选择性散射。q = > 3 大气窗口 : 电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段 线性构造 : 指在各种遥感图像上，被认为与地质作用有关的直线、弧线、折线状的线性影像 特征。 反射率 : 反射率=地物某微小波段反射辐射通量/入射辐射通量x 100% 地物反射波谱 : 反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为 横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。 黑体辐射 : 【黑体发出的电磁辐射。】 灰体 : 在各波长处的光谱发射率ε λ相等即：ε λ＝ε但0＜ε＜1 选择性辐射体 : 在各波长处的光谱发射率ε λ不同ε ＝?(λ ) 发射率ε来表示它们之间 的关系：ε = W ′ / W（发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。）地物发射波谱 :【用曲线表示某物体的辐射发射率随波长变化的规律，此曲线称为该物 体的发射波谱。】 遥感平台：遥感中搭载遥感器的工具。安装传感器的平台。 轨道倾角：【轨道平面与基本坐标平面的夹角。航天器绕地球运行的轨道平面与地球赤道 平面之间的夹角。】 运行周期：指卫星绕地一圈所需要时间，即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。 太阳同步卫星：【在太阳同步轨道上运行的卫星。】 地球同步卫星 :【即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人 造卫星】 灰阶：【即若干大小不同并按顺序排列的一系列灰度组合。】 影像分辨率：指用显微镜观察影像时， 1mm 宽度内所能分辨出的相间排列的黑白线对数(线对／ mm) 。
浅议遥感技术在环境污染监测中的应用.doc
浅议遥感技术在环境污染监测中的应用- 1概述 随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一,正在发挥不可替代的作用。但是,由于我国面积辽阔,地面环境监测网点分散,仅依靠现有的监测台站和传统监测技术方法不能满足连续、动态、宏观、快速监测环境污染的要求,也满足不了及时、准确地做出环境质量报告和污染预报的要求。因此,日益恶化的环境迫切需要实时、快速、宏观、准确的监测技术,以便更加全面准确地反映环境污染对生态系统和人体健康的影响。近年来国内外大量实践表明,遥感技术是获取环境信息的强有力手段,是实现这一目的的极其有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况,正确评价环境质量,寻求改善生态环境的途径和措施,具有重要的意义。 遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优势,还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态,因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等环境问题。它不仅可以快速、实时、动态、省时省力地监测大范围的环境变化和环境污染,具有其它常规方法不可替代的优越性;也可实时、快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,并及时制定处理措施,减少污染造成的损失。因此,发展我国的环境污染遥感监测技术,建立重大环境事故的预报、预警和应急响应系统,对保护我国环境及发展经济都具有重要作用,能产生巨大的社会、经济和环境效益。 2环境污染遥感监测技术
遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术。根据所利用的波段,遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术,热红外遥感技术,微波遥感技术三种类型。当前,遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理、和军事侦察等诸多领域,从室内的工业测量到大范围的陆地、海洋、大气信息的采集以至全球范围的环境变化的监测。 遥感技术在环境污染监测中的应用发展很快,现在已可测出水体的叶绿素含量、泥沙含量、水温、水色;可测定大气气温、湿度、CO、NOx、CO2、O3、ClOx、CH4等主要污染物的浓度分布;可测定固体废弃物的堆放量、分布及其影响范围等,还可对环境污染事故进行遥感跟踪调查,预报事故发生点、污染面积、扩散程度及方向,估算污染造成的损失并提出相应的对策。近几年来,随着全球环境问题日益突出,具有全球覆盖、快速、多光谱、大信息量的遥感技术已成为全球环境变化监测中一种主要的技术手段。国际上相继提出了一系列的全球环境遥感监测计划,其中主要有美国宇航局(NASA)的对地观测计划(EOS)、欧空局的对地观测计划和日本的对地观测计划等。这些计划将极大地推动环境遥感技术的实用化和遥感技术的发展。 3遥感在环境监测中的应用 3.1水环境污染遥感监测 对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的。总的看来,清洁水体反射率比较低,水体对光有较强的吸收性能,而较强的分子散射性仅存在于光谱区较短的谱段上。故在一般遥感影像上,水体表现为暗色色调,在红外谱段上尤
遥感技术应用专业论文
技术应用论文遥感 遥感技术是指从地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远感知事物的意思。 很多人以为遥感离自己的生活很遥远，其实这些技术早就已经深入大家的生活。从上个世纪六十年代提出“遥感”这个词，到1972年美国陆地卫星计划发射了第一颗对地观测卫星（LandSat）,经过几十年的发展，遥感技术已经广泛地应用在军事、国防、农业、林业、国土、海洋、测绘、
气象、生态环境、水利、航天、地质、矿产、考古、旅游等领域，影响了人类生活的方方面面,它为人类提供了从多维和宏观角度去认识世界的新方法与新手段，遥感技术能够全面、立体、快速有效地探明地上和地下资源的分布情况，其效率之高是以前各种技术无法企及的。 遥感技术的应用 1、地质遥感遥感技术应用于大面积的地质灾难调查，可达到及时、具体、准确且经济的目的。在2008年“5.12”汶川大地震的后续救援工作中，遥感技术就发挥了突出作用，第一时间提供了地质地貌变化情况，
为政府作出正确决策提供了依据。在舟曲泥石流灾害中，中国科学院对地观测与数字地球科学中心科研人员就使用遥感技术，重点提取了6条沟谷与泥石流发生有关的信息，得到集水面积、流域平均坡度、流域落差和植被覆盖度等参数。经过分析，科研人员判断出，当地哪些地方仍存在泥石流隐患，哪些地段发生大型泥石流的可能性较小，让前方人员可以更有针对性地安排救灾工作。 2、林业遥感 在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。火灾是林业的大敌，利用航空红
外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1-0.3㎡小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感，一次就可探测到上千平方千米范围内发生的林火现象。卫星遥感防火监测服务在吉林省森林和草原防火工作中发挥了重要作用，对于人烟稀少的原始林区，能及时监测到瞭望岗哨难以发现的火点，为林火的扑救赢得时间。 3、测绘遥感 人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。
遥感技术在城市规划中的应用
遥感技术在城市规划中的应用 ——遥感读书报告 摘要：伴随着现代遥感技术的不断发展和完善,遥感数据具有的信息丰富、准确、现势性强等突出特点,使之成为城市规划中一种重要的潜在的数据源。本文总结了遥感在城市规划中的必要性和意义，介绍了遥感的特点和在分析城市规划布局信息中的应用，并总结了一些应用实例。 关键词：遥感；城市规划；空间布局； 0遥感在城市规划中的必要性和意义 城市是一个多维动态空间结构实体，面临着人口、资源、环境、发展的压力，城市可持续发展是国家、区域实现可持续发展的基础。现代化城市发展是以信息技术、智能技术、自动化技术等为基础的规划与管理，信息化是城市规划与管理发展的必然。遥感影像表达的信息内容十分丰富，包括了人们肉眼可分辨的显性信息和难以分辨的隐性信息以及线划图不能表达或被加工去掉的信息，它不但具有同线划图等量的数学精度，而且可用于专业判读、影像解译、资源调查等。这些综合信息经计算机图像增强处理，加上专业人员的释图，得到各种专题图件，如植被分布图、土地利用现状图等，为城市规划设计提供依据。 １遥感数据的特征 (1)空间准确性。遥感都是地面物体的真实反映，空间准确。 (2)时效性。对于采集到的海量的城市规划数据需要高效、迅速和准确的处理,以便尽快提供给规划师和决策者。 (3)多源性。应尽量拓展城市规划数据和信息来源。 (4)直观性。城市规划数据应具有较高的可视化程度,有利于规划管理。绘制及更新土地利用地图及专题地图。利用高分辨率的遥感数据可以对许多城市地物在水平方向上进行准确地判读和空间定位,通过影像处理技术提取丰富而准确的土地利用信息,并绘制土地利用图和各种专题地图。这些地图都是进行城市规划管理和研究的重要依据性资料或基础底图。 (5)视野广。一幅卫星影像涵盖了广阔的地表范围,如一幅SPOT卫星影像扫描地表的范围是3600km2(60*60km),这样对获取大范围的地表信息和数据极为有利。 (6)数字化。卫星遥感数据是数字化信息,可以直接供计算机进行数据的处理、分析和存储,如能够方便快捷地进行面积的量算和统计。 (7)多种比例。卫星影像可以制成不同比例(从1:1,000,000到1:50,000)的各种专题地图。 2遥感应用于城市空间布局信息分析 2.1城市建成区范围及城镇体系分析 由于城市建成区范围反映城市的宏观特性,因此,它的分析并不需要很高空间分辨率的遥感图像,相反,空间分辨率过高,在轮廓界线的提取时就需要 较多的制图综合。一般来说,TM或SPOT图像用来分析城市建成区范围比较合适,一方面,它能比较精确地反映建成区的范围,另一方面,由于成像过程中存在的制图综合,能较容易地提取出轮廓界线。如果要分析一个城市与周围城市或城镇的关系,同样,选择TM或SPOT图像比较合适,如在上海地区的TM图像上,所有乡(镇)政府所在地的城镇都能明显地反映出它们的大小和形状。 2.2城市内部用地结构分析
遥感技术在环境监测中的应用
遥感技术在环境监测中的应用 发表时间：2017-09-19T13:27:26.253Z 来源：《防护工程》2017年第11期作者：杨阳[导读] 目前我国的环境污染和生态破坏问题依然严重，主要表现在森林和草地生态功能退化、植被覆盖率降低。 交通运输部天津水运工程科学研究所天津 300456 摘要：随着我国经济的高速发展，环境污染和生态破坏日益严重，突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一，正发挥着不可替代的作用。遥感技术是获取环境信息的有力手段，是实现这一目的的极有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况，正确评价环境质量，寻求改善生态环境的途径和措施，具有重要的意义。 关键词：环境；污染；遥感技术 引言 目前我国的环境污染和生态破坏问题依然严重，主要表现在森林和草地生态功能退化、植被覆盖率降低、水生态系统失调、荒漠化速度加快、生物多样化骤减、水土流失严重等问题。环境管理和污染控制的主要手段之一即为环境监测，其对于环境治理有着不可比拟的重要性。但是，我国幅员辽阔，导致地面环境监测网点分布不集中，仅依靠传统的环境监测技术及监测台站无法准确及时的做出环境质量报告和污染预报。为了满足生态系统和人体健康应对日益恶化的环境的需求，环境监测技术需要进行快速准确的优化改进。由此，遥感技术逐渐被应用在环境监测当中。1环境污染遥感监测技术遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术。根据所利用的波段，遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、微波遥感技术三种类型。当前，遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理和军事侦察等诸多领域，从室内的工业测量到大范围的陆地、海洋、大气信息的采集以至全球范围的环境变化的监测。遥感技术在环境污染监测中的应用发展很快，现在已可测出水体的叶绿素含量、泥沙含量、水温、水色；可测定大气气温、湿度、CO、CO2、O3、CH4等主要污染物的浓度分布；可测定固体废弃物的堆放量、分布及其影响范围等，还可对环境污染事故进行遥感跟踪调查，预报事故发生点、污染面积、扩散程度及方向，估算污染造成的损失并提出相应的对策。近几年来，随着全球环境问题日益突出，具有全球覆盖、快速、多光谱、大信息量的遥感技术已成为全球环境变化监测中一种主要的技术手段。2遥感技术在环境各方面的应用2.1水环境中的应用对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的，可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。遥感监测视野开阔，对大范围内发生的水体扩散过程容易通览全貌观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点。从而查明污染物的来龙去脉。 2.1.1泥沙污染及水体浑浊度分析水体中泥沙含量增加使水反射率提高。随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移。又由于水体在0。93～1。13μm附近对红外线吸收多，不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段。定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段应在0。65～0。85μm之间。 2.1.2城市污水监测城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物，它们分解时耗去大量氧气，使污水发黑发臭，当有机物严重污染时呈漆黑色，使水体的反射率显著降低，在黑白像片上呈灰黑或黑色色调的条带。使用红外传感器，能根据水中含有的染料、氢氧化合物、酸类等物质的红外辐射光谱弄清楚水污染的状况。水体污染状况在彩红外像片上有很好的显示，不仅可以直接观察到污染物运移的情况，而且凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物，可追踪出污染源。 2.1.3废水污染和水体热污染调查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。废水污染一般用多光谱合成图像进行监测，有的根据温度的差异也可用热红外方法测定。热污染使用红外传感器，能根据热效应的差异有效地探测出热污染排放源，热红外扫描图像主要反映目标的信息，无论白天、黑夜，在热红外像片上排热水口的位置、排放热水的分布范围和扩散状态都十分明显，水温的差异在像片上也能识别出来。利用光学技术或计算机对热图像作密度分割，根据少量同步实测水温，可正确地绘出水体的等温线。因此热红外图像能基本上反映热污染区温度的特征，达到定量解译的目的。 2.2大气监测中的应用大气遥感原理是大气中不同气体中有微量成分，尤其是大气污染的主要原因是气溶胶含量和各种有害气体无法被直接的遥感识别，而其中的微量成分有着固定的辐射和吸收光谱，因此可以通过测量这些成分的光谱而监测大气结构、状态以及变化。大气遥感监测主要是利用气象卫星对大气的温度及水蒸气进行定期的检测，主要的电磁波谱是近紫外线到红外线的范围和微波范围。大气遥感监测是一项高新技术，灵敏度和分辨度都较高，还具有多组分、实时和快速监测等特点。 2.3土地和地面中的应用随着全球变化问题的不断严重，要求数据可以描述大范围土地的覆盖特性，因此，以人造卫星为基础的遥感技术可以依据多光谱扫描仪通过区分不同土地覆盖类型的光谱进行分类。地面发生污染后，污染区内的植物的光谱和正常区域内植物的光谱是由区分的，因此可以定期对地面的植物进行分辨。对于建筑物，可以基于其高反射率和形状的规则性进行检测。地面的遥感监测技术不仅可以可靠的对城市扩大的规模及速度进行跟踪，还能够对隔热性差的建筑物造成的热损失进行监测。3发展趋势
遥感技术与应用考试资料
遥感技术与应用考试资料
第一、二章 1.遥感： 广义:遥远的感知。 狭义:不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。 2.主动遥感：由探测器主动发射一定电磁波能量并接受目标的后向散射信号； 被动遥感：传感器步向目标发射电磁波，仅被动接受目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。 3.电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播。 4.电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。 5.辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量。 6.黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射
的吸收系数等于1（100%）的物体。 7.灰体：没有显著的选择吸收，吸收率虽然小于1，但基本不随波长变化的物体。 8.维恩位移定律：黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比。 9.瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。 10.米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。 11.辐射度：被辐射的物体表面单位面积的辐射通量。 12.大气窗口：电磁通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段。 13.发射率（比辐射率）：实际物体的辐射出射度Mi于同一温度、统一波长绝对黑体辐射出射度的关系（比例）M=εM0 14、光谱反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比； 15、光谱反射波普曲线：在平面坐标上表示地物
反射率随波长变化规律的曲线。 遥感的特点 视域范围大，具有宏观特性。 光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,,扩大了地物特性的研究范围。 周期性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。 多源性：多平台、多时相、多波段((多尺度))遥感的特性航空与航天飞行器运行快、周期短，可获得多时相数据。例如Landsat 遥感数据 太阳辐射经过大气层到达地面，一部分与地面发生作用后反射或地表辐射，再次经过大气层，到达传感器。传感器将这部分能量记录下来，传回地面，即为遥感数据。 遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息收集、存储、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系， 眼睛的延伸：空间位置的延伸（距离的延伸），光谱的延伸 MSS：多光谱扫描仪 TM：专题制图仪 ETM+：再增强型专题制图仪 太阳同步轨道：卫星轨道平面绕地球运动的角速度与地球绕太阳运动的角速度一致。这一特征使卫星在地球的向光面，以基本相同的当地时间 （9:30a.m~10:00am)通过赤道上空。 全球参考系统（WRSWRS）:LandsatLandsat系统轨道运行的特性产生了一种基于轨道编号和行号的坐标系统。该参考系统可以用于定位获取地球上任一地点的
遥感技术在环境监测中的应用和发展前景
摘要：环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低，且便于进行长期的动态监测等优点，是实现宏观、快速、连续、动态监测环境污染的有效手段.本文主要阐述了遥感监测技术概述，在水环境污染、大气环境污染中的应用，我国环境污染遥感监测技术发展趋势。 关键词：环境；污染；遥感技术 引言 随着我国经济的高速发展，环境污染和生态破坏日益严重，突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一，正发挥着不可替代的作用。遥感技术是获取环境信息的有力手段，是实现这一目的的极有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况，正确评价环境质量，寻求改善生态环境的途径和措施，具有重要的意义。 1遥感技术概述 1.1基本概念 遥感技术是从卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。 1.2特点 遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低、质量高，便于进行长期动态监测等优势，还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态，因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等方面.其最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量，快速进行污染源的定点定位、污染范围的核定、大气生态效应、污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化，从而获得全面的综合信息。 2环境污染遥感监测技术 遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术，根据所利用的波段，遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、微波遥感技术三种类型.当前，遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理和军事侦察等诸多领域。 3环境污染遥感监测技术的应用 3.1水环境污染遥感监测 对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的，可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。遥感监测视野开阔，对大范围内发生的水体扩散过程容易通览全貌观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点.从而查明污染物的来龙去脉。 3.1.1泥沙污染及水体浑浊度分析 水体中泥沙含量增加使水反射率提高.随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移.又由于水体在0.93～1.13μm附近对红外线吸收多，不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段.定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段应在0.65～0.85μm之间。 3.1.2城市污水监测 城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物，它们分解时耗去大量氧气，使污水发黑发臭，当有机物严重污染时呈漆黑色，使水体的反射率显著降低，在黑白像片上呈
遥感技术在水质监测中的应用
遥感技术在水质监测中的应用 1 水体遥感监测的基本理论 1.1 水体遥感监测原理、特点。影响水质的参数有：水中悬浮物、藻类、化学物质、溶解性有机物、热释放物、病原体和油类物质等。随着遥感技术的革新和对物质光谱特征研究的深入，可以监测的水质参数种类也在逐渐增加，除了热污染和溢油污染等突发性水污染事故的监测外，用遥感监测的水质数据大致可以分为以下四大类：浑浊度、浮游植物、溶解性有机物、化学性水质指标。 利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征，这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图象中体现出来。如当水体出现富营养化时，浮游植物中的叶绿素对近红外波段具有明显的“陡坡效应”，故而这类水体兼有水体和植物的光谱特征，即在可见光波段反射率低，在近红外波段反射率却明显升高。 1.2 水质参数的遥感监测过程。首先，根据水质参数选择遥感数据，并获得同期内的地面监测的水质分析数据。现今广泛使用的遥感图象波段较宽，所反映的往往是综合信息，加之太阳光、大气等因素的影响，遥感信息表现的不甚明显，要对遥感数据进行一系列校正和转换将原始数字图像格式转换为辐射值或反射率值。然后根据经验选择不同波段或波段组合的数据与同步观测的地面数据进行统计分析，再经检验得到最后满意的模型方程。 2 水质遥感监测常用的遥感数据 2.1 多光谱遥感数据。在水质遥感监测中常用的多光谱遥感数据，包括美国Landsat卫星的MSS、TM、ETM+数据，法国SPOT卫星的HRV数据，气象卫星NOAA的AVHRR数据，印度遥感IRS 系统的LISS数据，日本JERS卫星的OPS(光学传感器)接收的多光谱图像数据，中巴地球资源1 号卫星（CBERS--1）CCD相机数据等。 Landsat数据是目前应用较广的数据。1972年Landsat1发射后，MSS数据便开始被用于水质研究中。如解亚龙等用MSS数据对滇池悬浮物污染丰度进行了研究，明确了遥感数据与悬浮物浓度的关系；张海林等用MSS和TM数据建立了内陆水体的水质模型；Anne等人用TM和ETM+数据对芬兰的海岸水体进行了研究。 SPOT地球观测卫星系统，较陆地卫星最大的优势是最高空间分辨率达10m。SPOT数据应用于水质研究中，学者们也做了一些研究。如可以利用SPOT数据来估算悬浮物质浓度和估计藻类生物参数。 AVHRR(高级甚高分辨率辐射计)是装载在NOAA列卫星上的传感器，每天都可以提供可见光图像和两幅热红外图像，在水质监测等许多领域广泛应用，如1986年，国家海洋局第二海洋研究所用NOAA数据对杭州湾悬浮固体浓度进行了研究。
遥感论文
遥感在环境监测方面的应用综述 专业：资源环境与城乡规划管理 学号：200900731 姓名：程佳圆
摘要：遥感技术在环境方面的应用广泛且发展迅速，对于实下与我们息息相关的自然灾害的监测；对于环境污染程度的了解；对于各方面土地资源的利用情况都有很好的优越性。 关键词：遥感、监测、核心、环境、光谱、遥感图像、图像解读等。 遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。是从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线结目标进行探测和识别的技术。是由遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理设备等组成。遥感器装在遥感平台上，它是遥感系统的重要设备，它可以是照相机、多光谱扫描仪、微波辐射计或合成孔径雷达等。 国家环境信息系统的建立是遥感与地理信息系统技术实用化的必然结果。国家环境信息是国家的重要战略资源，环境数据库是国家环境信息建设的核心。 环境遥感是通过摄影和扫描两种方法获得环境污染的遥感图像的。摄影有黑白全色摄影、黑白红外摄影、天然彩色摄影和彩色红外摄影。彩色红外摄影效果最好，获得的环境污染影像轮廓清晰，能鉴别出各种农作物和其他植物受污染后的长势优劣。扫描主要是多光谱扫描和红外扫描，用于观测河流、湖泊、水库、海洋的水体污染和热污染有较好效果。在红外扫描图像上常能发现污水排入水体后的影响范围和扩散特征。 近年来我国自然灾害发生频繁、损失严重，环境污染、生态破坏形势严峻环境问题已对我国国民经济和社会发展造成了严重影响。面对日益严重的灾害和环境形势，我们的环境监测和研究手段还停留在常规地面站监测阶段，无论从时效上还是从全面掌握的程度上都不能满足国家减灾与环境保护事业的需求。近年来，国内外大量实践表明：遥感技术是环境与灾害监测预报的强有力手段，环境与灾害监测预报小卫星星座的建立将帮助我们迅速、准确、较低成本地获取灾害和环境信息，及时、全面掌握我国自然灾害、生态和环境污染的发生、发展与演变过程，为防灾、抗灾、救灾和遏止生态破坏与环境污染提供科学的决策依据。利用卫星遥感技术监测大范围的灾害与环境变化不仅省时、省力，而且具有其他手段不可替代的优越性。 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，是以远距离观测凡是进行的，因此 不会影响观测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，遥感图象以高空鸟瞰的形式获得，遥感图 象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。 3.遥感图象的多点位成像技术，可以染人们进行有限的的立体观测， 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
当前遥感技术与应用的基本现状
我国遥感发展概况 目前，大量的遥感应用需求，对遥感技术提出了很高的要求，一是对遥感信息的精度要求越来越高，二是对遥感获取的数据量处理越来越大——海量遥感数据。因此，遥感科学发展和应用需求都需要遥感从定性过渡到定量。在这个体系中，主要包括：初具规模的国家对地观测系统；具有较高运行水平的国家级资源环境遥感信息服务；具有一定服务能力的重大自然灾害遥感监测评估系统；具有良好实效的农作物遥感估产系统；已见效益的全国土地资源遥感监测业务运行系统；初步的国民经济辅助决策系统；稳定运行的卫星气象应用系统；比较完善的海洋遥感立体监测系统；以及其它应用系统等。虽然说我们已经是遥感应用的大国，但应用主要是范围外延，项目扩大，技术方法不成熟，精度不足，遥感技术突破不多。主要原因是基础研究薄弱，缺乏多学科人才的共同研究。从应用、技术研究两个层面和技术与应用之间的联结来分析，我们可以进一步研究当前存在的问题。 应用层面：（1）已建立不同规模的卫星数据接收和处理系统，业务运行系统基本上都是基于RS和GIS的集成应用系统，但应用模型开发还很不够。缺少面向评估和决策的专业应用模型。（2）缺乏强有力的基础理论和运行性工具的支撑，不能很好地满足应用需求。（3）在网络应用环境下各种软件、工具和数据库不能很好地集成。（4）自主的高精度数据资源缺乏，需要更高分辨率数据的应用技术，但必须考虑业务化运行系统的运行成本的可承受性。（5）遥感业务运行系统建设的规范化和标准化还不够。在不同部门和不同应用领域中数据缺少连续性和一致性。新的数据源和技术难以嵌入应用于原有应用系统。（6）数据资源是共同面临的大问题，包括遥感数据的稳定性和连续性问题及对基础地理、地质等数据存在公共需求问题。必须在管理层面上走数据邦联的道路，相互自愿，形成机制，共同受益。（7）针对不同的业务，应由权威部门牵头，多家参与。当前存在重复投入和重复建设问题，加重了投资的浪费，加剧了数据来源间的不一致性。 技术研究层面：（1）不同的遥感业务、不同的数据源都需采用不同的技术路线。（2）目视解译仍是遥感图像解译的主要手段，必须发展专家系统技术（3）基于多时相、多源遥感数据的变化检测、估计与分类是遥感应用处理中的共性关
关于遥感技术未来的发展方向
关于遥感技术未来的发展方向 摘要：遥感技术集合了空间、电子、光学、计算机、生物学和地学等科学的最新成就，是现代高新技术领域的重要组成部分。自从1972年美国第一颗地球资源技术卫星发射成功并获取了大量地球表面的卫星图像后，遥感技术就开始在世界范围内迅速发展和广泛应用。遥感技术的出现揭开了人类从外层空间观测地球的序幕，为人类认识国土、开发资源、监测环境、研究灾害以及分析全球气候变化等提供了新的途径。 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
遥感技术在城市环境监测中的应用
遥感技术在城市环境监测中的应用 摘要：现阶段，由于多方面因素的影响，使得我国的城市环境污染日益严重，各类突发性环境污染事故比比皆是，从而导致生态环境失衡。环境监测作为控制环境污染的主要途径之一，其作用得以彰显。然而，我国幅员辽阔，仅凭现有的环境监测工作站及监测技术很难实现全方位监测，而且及时性和准确性也难以保证。遥感技术以其自身诸多优点，被广泛应用于各个领域当中，该技术在环境监测方面的效果也比较明显。基于此点，本文就城市环境监测中遥感技术的应用进行浅谈。关键词：环境监测；遥感技术；红外遥感 一、遥感技术概述 遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术的发展及其在地理学研究中越来越广泛和深入的应用，已经导致这一学科研究方法，特别是地理学研究中空间对象的观测与信息获取方法产生了根本性的变化，极大地提高了对地观测能力和丰富了观测内容，深化了人们对地理现象的认识。 （一）遥感技术分类 遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。 （二）遥感技术的特点和作用 遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动
态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源；其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。 （三）遥感技术的应用范围 目前，遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用，具体包括：农林牧渔业环境监测；地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测；城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段，随着科技水平的发展速度不断加快，促进了遥感技术的发展，该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量，如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等，而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况，在固体污染物的测量方面也有一定的作用。 城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。常规的人工调查方法由于周期长，耗资大，不能及时反映城市环境变化的趋势。而遥感（RS）技术由于具有快速、准确、大范围和实时地获取资源环境状况及其变化数据的优越性，成为城市环境监测的主要手段。 城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。污染物一般可分为化学性、物理性和生物性三大类。其中，现在遥感技术可以有效地监测城市中的大气污染、水污染、地面污染、固体废物堆场污染和热污染，并且可以监测城市土地利用变化、城市交通、灾害预警等方面。