《遥感技术在生态环境监测和综合评价中的应用》

遥感技术在生态环境监测和综合评价中的应用

摘要。近年来，世界各国都在大力发展环境遥感监测技术，并且取得了突破性进展，遥感技术在生态环境监测和综合评价中的作用已经得到国际社会的高度重视与认可。尽管如此，全球化的环境问题依然呈现日益突出的现象，环境事故与环境灾害频繁发生，尤其是我国的生态环境，在未来的社会发展中，我国还必须要面临着严峻的监测任务，因此对于在生态环境监测与综合评价中发挥重要作用的卫星遥感技术有着迫切的需要。

关键词：遥感技术；生态环境监测与综合评价；应用

前言

1972年美国发射成功第一颗地球资源卫星，通过资源卫星人类获取了大量有关地球表面的卫星图像，而从这开始，集合了电子、光学、空间、生物学和地学等学科领域的最新成就的遥感技术很快在世界范围内得到了迅速发展和广泛应用，如今遥感技术提供的数据空间分辨率已经从公里级发展到亚米级，重复观测频率也已经从以前的月周期发展到如今你的几小时，且光谱波段跨越了可见光、红外到微波，光谱分辨率也从多波段逐步发展到超光谱，已经成为现代高新技术领域的重要组成部分，且遥感技术在生态环境监测与综合应用中发挥着重要作用。由于传统的生态环境监测与综合评价依然是以人工调查方法为主，但这种调查方法耗资大、周期长，不能够及时、准确反映环境变化的信息，而遥感技术就能够解决这些难题，因此在未来的生态环境发展中，遥感技术将会成为中坚力量。

一、遥感技术简介

遥感技术（简称rs）是指从远距离感知目标反射或者是由自身辐射出去的可见光、红外线结目标、电磁波等进行识别和探测的一种技术，并且在人造地球卫星发射成功后，遥感技术的得到了迅速的发展。例如航空摄影就是利用遥感技术进行目标拍摄。遥感技术种类比较多，按照利用的电磁波光谱段的分类标准，可以分为微波遥感、热红外遥感以及可见反射红外遥感三种，按照遥感平台的高度，又可以分为航空遥感、航天遥感和地面遥感三种。目前遥感技术主要由获取信息、传输信息、存储和处理信息等环节组成，遥感技术的系统核心是遥感系统，而获取信息的遥感器是遥感系统的核心组成部分。遥感器的种类比较多，例如多光谱扫描仪、电视摄像机、照相机、成象光谱仪、合成孔径雷达以及微波辐射计等，完成信息传输的设备是将遥感器获得的遥感信息从远距离平台传输到地面站，信息处理设备主要包括图象判读仪、彩色合成仪以及数字图象处理机等。

二、遥感技术在生态环境监测和综合评价中的应用

（一）遥感技术在水质监测与评价中的应用

在水质监测方面，遥感技术主要是利用污染水与清洁水的反射光谱具有不同特征为基础。清洁水的遥感影像颜色一般比较暗，尤其是在红外谱段上更加明显，当前陆地卫星的mss、spot卫星的hrv数据以及tm影像数据都是在水质监测中通常使用的遥感数据，监测效果非常好。例如在监测水体石油污染时，由于石油膜表面比较平滑、致密，发射率低于水体但反射率也比水体高，石油和水体在光谱特性上有明显的差别，因此在遥感监测中，可以利用多种方法进行监测，可以利用海水与油膜在微波波段的发射率不同或者是利用微波辐射法测量它们的亮度、温度等，都能够分开石油和海水。又如监测水体富营养化程度时，由于水体发生富营养化的一大明显特征就是水体里具有大量的浮游植物，而这些浮游植物使得使得水体具有水体和植物共同的反射光谱特征，即在可见光波段，富营养化水体的反射率较低，而在近红外波段，富营养化的水体反射率就比较高，当在彩色红外图像上时，富营养化水体一般呈现出紫红色或者是红褐色现象。因此，我们可以通过对水体中悬浮物质的数量、叶绿素含量等进行调查，以准确监测水体富营养化的程度。利用遥感技术可以实现对水体环境的动态监测，当水体环境受到污染时，可以利用建立的监控系统与监控网络发出预警，并且显示出水体环境被破坏的不良发展趋势，从而为相关部门评价水体污染程度而采取措施提供有力依据。

（二）遥感技术在大气监测与评价中的应用

在进行大气环境监测时，主要是利用大气遥感传感器对大气的状态、结构以及变化进行监测。且所利用的电磁波谱主要是近紫外线到红外线范围、微波范围。大气传感器的主要监测对象是大气中的二氧化碳、甲烷、二氧化硫以及气溶胶、有害气体，由于遥感技术无法直接识别这些物质的三维分布，因而可以通过测量大气的吸收、散射以及辐射的光谱，从而识别出这些物质。目前用于大气环境监测的遥感技术分类标准不一，按照遥感平台的不同，大气环境遥感监测可分为地基遥感、空基遥感；按照电磁波辐射源的不同，又可分为主动式遥感技术和被动式遥感技术两大类。例如在进行大气气溶胶监测时，由于大气中的气溶胶粒子来源比较复杂，而且气溶胶本身不仅是污染物，还携带了许多有毒、有害的物质，因此通过监测大气中气溶胶物质的分布状况就能够推算出大气的污染程度。

（三）遥感技术在生态植被监测与评价中的应用

自然生态环境的最好标志之一就是植被的生长状况，如今随着遥感技术的不断发展，遥感技术能够对植被的叶面积指数、合作用吸收和辐射、种类成分、化学成分等进行放射数据测定，因而遥感技术已经成为确定一些大型植被与生物物理、生态学参量之间关联性的一种有利工具。目前，，spot数据、noaa/avhrr数据以及landsat/tm数据在生态环境遥感监测方面的利用面非常广，其tm数据具有覆盖面积大、空间分辨率高的优势，对于植被比较敏感，noaa数据具有成像面积大、时空分辨率高，、基本不受地理条件限制、成本低等优势，因而这两项遥感技术深受人们的喜爱。通过利用遥感技术对植被生长状况的监测，可以为相关部门提供评价当地生态环境的依据，从而采取有效的生态环境保护措施。

结语：

综上所述，遥感技术在生态环境监测与综合评价方面发挥着越来越重要的作用，并在未来中，随着科学技术的不断发展，各种学科的互相融合，遥感技术定会获得更进一步的发展，其将会为人们提供更为有利的监测技术，保护人类社会与自然社会的和谐发展。

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第二篇：遥感技术在水环境监测中的应用遥感技术在水环境监测中的应用

随着遥感技术的不断发展，遥感数据的时间、空间和光谱分辨率将越来越高，生态监测的频次、监测内容和数据精度也会逐步提高，为遥感技术在水环境监测中的应用提供了更坚固的保障。遥感技术是环境监测的重要技术手段，能够对大面积的水污染和大气污染事故进行实时监测，为制定科学、快速、准确、合理的应急方案提供技术支撑。在水环境监测中，遥感技术对水体的浑浊度、城市污水、水体热污染、水体富营养化、石油污染监测等方面都有重要作用。

首先，遥感技术对环境进行监测具有范围大和立体性特征。遥感技术对环境的监测范围较广，包括农、林、牧、水利、地矿、测绘、海洋、环境监测、灾害监测、气象、交通选线等等，并且其从空中大面积地进行宏观生态环境的研究，使其向着立体方向发展。地面点线监测的局限性和视野的阻隔由于航空相片提供的地面连续立体图像而被克服掉，对生态环境要素的研究可从整体上进行，有利于监测大区域的生态环境及动态变化。

其次，能够获取大量的信息并且效率较高。遥感技术借助飞行工具可以获取图像和数据资料，因此，使得生态环境监测的进程得到大大的提高，这也是人们重视遥感技术的重要原因。另外，遥感技术进行传导、接收、处理、解译和编图主要是通过电子光学仪器及电子计算机来进行，并使宏观生态环境监测工作实现了现代化。

再次，适应性强，可获取其它监测手段无法获取的信息。遥感技术之所以适应性强，主要体现在对人们无法进行常规监测、地面工作的地区进行监测，例如，原始森林、海洋生态环境的监测、高寒山区、冰川、沙漠、沼泽、冻土的监测等。对于人们无法感觉和监测的环境信息，可以利用遥感技术的穿透作用来进行获取，例如，穿透植被覆盖和第四纪地层，提供一定深度范围内的环境和资源信息。确定深部基岩裂隙地下水污染防护措施以及规划水源保护区等，可通过了解覆盖层厚度变化及下部基岩隆起、凹陷来进行，经济而又实用。在海洋生态监测中，常常对赤藻类分布情况及近海污染进行监测。

最后，可用于动态监测。遥感技术可以取得精确的环境动态变化资料，其实现动态监测是通过周期性地对大范围的环境来进行。遥感技术实现动态监测在很多领域都是非常重要的，例如：自然环境灾害，乱砍滥伐造成森林破坏，水体污染等检测。

遥感技术在水环境监测中的应用提供了其自身独特的优势，随着传感器技术的不断发展，为遥感技术在水环境监测中的应用提供了强大的保障。总而言之，遥感技术在水环境监测中的应用主要从以下几方面进行：（1）研究利用新型遥感数据；（2）提高水质遥感检测精度；（3）对水质遥感检测模型空间扩展进行研究；

（4）综合利用“3s”技术。

第三篇：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。

二、遥感技术在城市环境监测中的具体应用

（一）在大气环境监测中的应用

大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。遥感综合技术在城市环境监测为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、污染源的位置、污染物的扩散途径进行监测，结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样，在室内分析大气中污染物的含量，并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区，代表性和可靠性均差。

或者通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析，可以测量它们的光谱特征，求出大气气体分子的密度，从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量，并可用此来对大气环境进行监测。

灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道，可以确定沙尘暴的位置，同时它所具有的高时间分辨率（如1小时重返），更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。

例如：

1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波，故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外，若大气中的臭氧含量达到一定高度时，温度也会随之升高，所以也可采用红外波段进行探测。

2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成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。

（二）在水环境监测中的应用

应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下，清洁的水体其反射率较低，而且对于在光的吸收较强，从而使得其在遥感影像中呈暗色调，这一特征在红外谱段上更为明显。在进行水体监测时，可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较，使用小型电子计算机作及时的处理，就能探测出水源中的各种污染情况。由于遥感技术监测的范围较广，从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度，以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多，且过于繁杂，为方面遥感监测，通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。

1.热污染监测。由于城市化和工业化的迅猛发展，大气中的二氧化碳急剧增多，大气层对地球生物生命起保护作用的臭氧层正在逐步地被破坏，致使全球气候普遍变暖，这就是所谓的“温室”效应。而城市市区温度普遍较城市郊区高，这种城市市区出现的岛状的高温现象即所谓的“热岛效应”。

由于热岛的热力作用而形成局部大气环境，造成从郊区吹向市区的局地风，把从市区扩散到郊区工厂排放的污染空气，又送回市区，使有害气体、烟尘在市区内滞留积累，从而造成进一步的大气污染，所以城市热岛是一种热污染现象。利用遥感技术进行城市热污染调查，主要是利用热红外遥感，对城市下垫面的热辐射进行白天和夜间扫描，在热红外图像上，温度高的地区色调为浅色，温度低的地区则为深色，通过影像判读分析调查，可以查明城市热源、热场的位置和范围，并对热岛的时空分布、热岛强度和地表温度分布等进行测定和分析。

根据不同时间的遥感资料，还可研究城市热岛的日变化和年变化规律。总结城市热岛与下垫面性质的相关关系，可从城市规划入手，制约那些形成城市热岛的因素，防止城市环境的进一步恶化。

2.石油污染监测。就港口和海洋而言，石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测，不但可以确定污染区的实际范围和石油含量，同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大，所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。

3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大，加之特征曲线上的强度也有所不同，所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况，也可采用热红外进行监测。

（三）在地面污染监测中的应用应用遥感技术对地面污水的排放造成的污染，可应用航空遥感拍摄的像片清楚地圈定出其污染范围。例如，当灌溉的农田遭受污染后，作物的生长在色调上有特殊变化，能同其他一般的禾苗区分开来。此外地下水的污染也会引起地面植被的变化，与正常生长区的作物有不同的光谱表现。多光谱成像仪能监测这些变化，从而圈定地面污染分布范围，进一步对地面污染做出预防规划。

因此，应用遥感技术，不但能圈定地面污染的分布范围，而且还能够对地面污染进行规划性的预防。例如，遥感综合技术在煤炭的自燃隐火监测中的应用。煤炭的自燃隐火不但每年要烧掉十亿吨煤炭资源，还要造成大面积的污染。地矿有关部门应用航空红外扫描仪，煤炭总公司应用地面红外测温仪，按地表温度的细微差异圈定隐火区，区分出燃烧区和燃尽区，分析其蔓延方向及规律，为大规模整治煤炭隐火提供了新的方法和经验。

（四）在固体废弃物监测中的应用

城市的固体废弃物的类型主要有居民生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾，以及混合垃圾，以上几种废物的混合物等。根据遥感图像的特征（如形状、色调或色彩）可以有效地调查固体废物堆场，尤其是利用航空热红外图像更为有效。

由于固体废物自身的物理化学分解作用，其温度一般高于周围地物，这在热红外图像上有着明显的色调特征。在城市中有的堆放物的影像特征与固体废弃物堆很相似，解译时容易混淆，因此需要适当地进行一些实地调查。例如，城乡结合部的垃圾堆与农村中的稻草堆粗看起来两者色调、形状都很接近，分布位置也无特点，但若仔细观察可见稻草堆顶部凸出，边界圆滑清晰，而垃圾堆则较平坦，边界模糊。

此外，由于城市中各种固体废弃物堆场的分布在空间与时间上均受到各个城市多种环境因素的制约。因此，根据堆放物位置的分布特征来判定堆放物是堆放物判定中的重要一环。例如，在人口集中、建筑密度大、管理严格的城市中心区，不太可能出现大面积的生活垃圾堆和工业垃圾堆，建筑垃圾堆只能堆在建筑工地周围或较偏僻的小马路上，而大的原料堆场也只可能出现在车站或码头附近，因此根据堆放位置可以进行堆放物性质的判断，从而进行正确的固体废物堆场污染监测。

三、结论

总而言之，遥感综合技术将帮助人们突破传统污染监测方法的局限，提高城市环境保护和污染监测能力，保护生态环境的平衡、提高人们生存环境的质量。同时它还将完成大量的基础研究工作，建立中国典型地物的波谱数据库和制定资源遥感调查技术规范。环境保护现已成为我国一项重要的基本国策，在未来的工作中，应加大遥感技术的应用力度，使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。

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第四篇：遥感在环境检测中的应用遥感在环境检测中的应用

班级：测绘c111姓名：郑广震学号：117568

五、结语

现阶段环境问题不断凸显，为控制环境进一步恶化，应加大环境监测与保护力度。运用遥感技术对大气环境、水环境、生态植被环境等进行监测，收集更多可靠的数据，从而为环保工作的有效开展提供有力的依据。为满足社会经济发展的需要，应在完善现有技术的同时，加强对新技术的开发，以实现遥感技术更好地服务于环境监测，实现社会、经济、生态的全面可持续发展。【参考文献】

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