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气象遥感技术范文1
关键词 蔬菜水果;农药残留;固相萃取技术;气相色谱/三重四极杆质谱
中图分类号 TS207.5+3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0108-03
Abstract SPE-GC-MS/MS was proposed for the determination of 13 kinds of pesticide residues,including simazine,atrazine,pyrimethanil,metolachlor,pendimethalin,fipronil,isoprothiolane,chlorfenapyr,chlorobenzilate,pyridaben,prochloraz,difenoconazole,azoxystrobin in vegetables and fruits.Results showed that 13 pesticides could be well separated within 30 minutes,and the linear ranges of 13 pesticides were all 0.01~2.00 mg/L with the linear relative coefficients more than 0.998 and detection limits in the range of 0.001~0.010 mg/kg.Recovery rates at the three concentrat-ions of 0.01,0.10,1.00 mg/L ranged from 82.9% to 111.2%,and RSDs(n=6) were in the range of 1.1%~5.6%,which fitted for the requirements of
residue analysis.
Key words vegetables and fruits;pesticide residues;SPE;GC-MS/MS
“民以食为天,食以安为先”,让老百姓吃得安心和放心是食品安全的宗旨。但近年来蔬菜水果安全问题层出不穷,其中农药残留污染是一个重要因素[1]。蔬菜水果中农药残留问题已成为社会关注的重点。为此,世界各国政府制定了大量的、严格的农药最高残留限量(MRL)标准和检测方法标准[2-3]。截至目前,我国农业部已在全国152个大中城市开展了农产品中农药残留的例行监测和专项风险评估[4]。
西玛津(MRL:0.1~0.5 mg/kg)、莠去津(MRL:0.05 mg/kg)、嘧霉胺(MRL:0.05~7.00 mg/kg)、丙甲草胺(MRL:0.05~0.50 mg/kg)、二甲戊灵(MRL:0.1~0.2 mg/kg)、氟虫腈(MRL:0.02~0.10 mg/kg)、稻瘟灵(MRL:1 mg/kg)、虫螨腈(MRL:0.5~2.0 mg/kg)、乙酯杀螨醇(MRL:2 mg/kg)、哒螨灵(MRL:2 mg/kg)、咪鲜胺(MRL:0.05~10.00 mg/kg)、苯醚甲环唑(MRL:0.02~2.00 mg/kg)、嘧菌酯(MRL:0.1~5.0 mg/kg)是近几年新增的例行监测项目或者是郑州市蔬菜水果中检出较多的项目[5-7],目前针对这13种农药残留的检测报道较少。当前,国内外关于蔬菜水果中农药多残留测定的研究,采取的分析方法主要集中在气相色谱法、气相色谱-质谱法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱法[8-11]等。其中,气相色谱串联三重四级杆质谱法具有高效、准确、适宜多种农药检测等优点,已被普遍应用于各种农产品中农药残留的检测。
该文采用固相萃取技术,利用石墨炭黑-氨基串联柱[12]净化样品,建立了固相萃取-气相色谱/三重四级杆质谱法(gas chromatography/triple quadrupole tandem mass spectrome-try,GC-MS/MS)同时测定蔬菜水果中13种农药多残留的分析方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验试剂。西玛津、莠去津、嘧霉胺、异丙甲草胺、二甲戊灵、氟虫腈、稻瘟灵、虫螨腈、乙酯杀螨醇、哒螨灵、咪鲜胺、苯醚甲环唑、嘧菌酯等13种农药标准品,规格为1 000 mg/L,由农业部环境质量监督检验测试中心(天津)提供;乙腈、正己烷,均为色谱纯,由德国Merck公司生产;甲苯,色谱纯,由赛默飞世尔科技(中国)有限公司生产;氯化钠、无水硫酸镁,分析纯,由天津科密欧化学试剂有限公司生产。
1.1.2 试验仪器。布鲁克道尔顿SCION TQ气相色谱-三重四级杆质谱联用仪;分析天平(上海良平仪器仪表有限公司);匀浆机(德国Hettich科学仪器公司);旋转蒸发仪(瑞士BUCHI公司);离心机(德国Hettich科学仪器公司);氮吹仪(美国Organomation公司);石墨炭黑固相萃取柱(美国Agilent公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 样品处理。①提取。准确称取15.0 g粉碎均匀的样品于100 mL离心管中,加入30 mL乙腈,高速匀浆2 min,继续加入7.5 g无水Mg2SO4,高速匀浆1 min,于5 000 r/min条件下离心5 min。准确移取10 mL上清液于50 mL茄形瓶中,50 ℃减压浓缩至1 mL左右时加10 mL乙腈,使乙腈和提取液中少量的水形成共沸物以除去少量水分,继续减压浓缩至1 mL,待净化。②净化。将石墨碳黑氨基串联柱用5 mL乙腈甲苯溶液(v/v=3∶1)活化,之后加入上述提取液并收集,再用5 mL乙腈甲苯溶液(v/v=3∶1)淋洗,共淋洗5 次[13]。收集液于50 ℃水浴中氮气吹至近干,用正己烷准确定容至 5.0 mL,涡旋混匀后倒入样品瓶,待测。
1.2.2 仪器条件。①色谱条件。色谱柱:BR-5 ms柱(30.0 m×0.25 mm,0.25 μm);载气为高纯氦气,流量1.0 mL/min;进样口温度250 ℃;检测器温度300 ℃。柱升温程序:初始温度80 ℃,保持2 min,以20 ℃/min升温至180 ℃,再以5 ℃/min升温至280 ℃,再以20 ℃/min升温至300 ℃,保持5 min。进样体积1 μL;进样方式为分流进样,分流比为20∶1。②质谱条件。离子化方式为EI;接口温度150 ℃;离子源温度220 ℃;电离电压70 eV;扫描质量数范围(m/z)为50~400;溶剂延迟时间7.9 min。质谱检测的方式:先全扫描(Scan),后x择离子检测(SIM)。
2 结果与分析
2.1 母离子、子离子和碰撞能量试验
按照1.2.2设定的仪器条件,Scan模式下确定目标农药丰度高且质量数较大的离子作母离子,后选择SIM模式,在0~50 eV之间调节碰撞能量,选取丰度较高的2个离子分别作为定量和定性离子,并确定最佳碰撞能量。13种农药残留化合物的保留时间、母离子、子离子和碰撞能量等参数见表1。
2.2 标准色谱图
按表1确定的各农药的质谱参数,对13种农药的0.1 mg/L混合标准工作液进行GC-MS/MS测定分析,得到13种农药的总离子流色谱图,见图1。可以看出,13种目标农药在30 min内均能良好出峰,且分离效果较好,能够满足蔬菜水果中农药多残留检测的相关要求。
2.3 标准曲线及检出限
用8 mg/L的13种农药的混合标准工作液逐级稀释,配制成质量浓度为0.01、0.05、0.10、0.50、1.0、2.0 mg/L的混合标准溶液系列,按照1.2.2确定的仪器色谱、质谱条件和2.1确定的农药质谱参数进行测定,以各农药峰面积相对应的溶液浓度绘制标准曲线。13种农药线性范围、回归方程及相关系数见表2。可以看出,13种农药在质量浓度0.01~2.00 mg/L之间线性关系良好,且线性相关系数r均大于0.998。以各标准品色谱峰信噪比S/N>3计算方法的检出限,结果见表2。可以看出,该研究方法的最低检出限远低于各国规定的农药最高残留限量标准(MRL),完全能够满足日常蔬菜水果中农药多残留的检测要求。
2.4 精密度和回收试验
在已知不含目标农药的空白样品中进行添加回收试验。称取空白样品若干份,分别在0.01、0.10、1.00 mg/L 3个添加水平上做13种农药的加标回收试验,每个添加浓度水平分别设定6个平行,按1.2.1方法进行前处理,并进行GC-MS/MS测定分析,得到方法平均回收率及精密度,结果见表3。可以看出,13种农药的平均加标回收率在82.9%~111.2%之间,相对标准偏差在1.1%~5.6%之间,均在正常范围。说明该方法具有较好的回收率和精密度,符合蔬菜水果中农药残留的分析要求。
3 结论
该研究采用石墨化炭黑-氨基固相萃取技术对蔬菜和水果样品进行提取和净化处理,建立了一种同时测定蔬菜和水果中西玛津等13种农药残留的气相色谱串联三重四级杆质谱分析方法。该方法操作简单、快速高效,同时具有良好的回收率和重现性,适用于蔬菜水果中西玛津等农药残留的日常检测分析。
4 参考文献
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气象遥感技术范文2
【关键词】测绘工作;遥感测绘;应用
1 遥感技术发展概况
从20世纪50年代开始,遥感技术就已经步入人们的视野,第一颗由苏联发射的人造地球卫星就是凭借遥感技术而取得成功。截止到目前,遥感技术已谱写了半个世纪的篇章,纵观今天的遥感技术,已经不再应用于人造地球卫星领域,多种应用在航天飞机卫星运转、发射、检测以及环境方面的遥感技术提供更为客观、真实的数据。现阶段,我国测绘工作具体涵盖资源测绘、地质勘测以及环境检测等方面,由于遥感技术的显著性效果,在此行业中被普遍应用。
所谓的遥感技术,主要是指利用相关设备对遥远的事物进行监测,从而获取信息及感知的有效方式。其中,传感器这项装备可以说是遥感技术最为关键的设备。利用传感器自身的传播性能,遥感技术感知附近及地面事物,在经过确定及筛选之后,获得有用的数据,同时再将这些信息与数据利用传感器传递到地面,采用分析法与计算机技术对其进行系统的比较,最终得出较为全面、客观的信息。此外,遥感技术渗透了计算机科学、地球科学、测绘科学及地球科学等学科知识,结合了各个学科的优点,整合而成的一项高端、先进而又精确测绘技术。
遥感技术具有获取数据资料范围大、获取信息的速度快,周期短、获取信息受条件限制少、获取信息的手段多,信息量大等特点。航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。缺点是飞行高度、续航能力、姿态控制、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段,仍是方兴未艾、不可取代的。
2 测绘工作中遥感技术应用现状分析
2.1 测绘遥感应用不够广泛
在我国,在所有的测绘工程项目中,遥感技术是完成任务目标的必备手段,可见,具有十分广阔的发展前景,技术的水平与领域也随之不断延伸。然而,由于人们习惯和观念,对遥感技术存在一定陌生感,导致其推广受限。
2.2 遥感工作资金造价高
在实际工作当中,有些测绘项目因为遥感技术价格高等问题望而怯步,随着近几年来计算机技术以及遥感技术的快速发展,促成遥感技术由最开始的理论层面正式步入实质阶段,其具体的环境资源、灾害监测、地质勘探以及地理测绘方面的检测功能逐渐明显。但是,仍然遥感技术造价高、花费大等特点仍然制约了其发展。此外,在我国,遥感技术主要应用在一些重点研发的科研项目上,譬如说资源勘探、环境污染以及地址灾害等方面,而用于煤矿开采或工程地址检测方面的则少之又少。
2.3 遥感信息源空间分辨率较低,应用水平较低
遥感技术在环境污染检测以及地质灾害勘测方面的优势将会促进我国环境保护失业用户地质灾害研究事业的长远发展,所以,从某种方面来看,提高遥感技术信息员的空间分比率,在测量水平、覆盖范围、以及信息数据准确性方面有着不容忽视的作用。
3 完善遥感技术在测绘工作中应用的策略及其具体做法
随着时展,遥感技术也被广泛应用于各个测绘工程项目中,遥感信息技术的漏洞与不足也愈加明显,而完善遥感技术手段、加强其宣传力度以及提高技术水平可以说是普及遥感技术的主要方式。
3.1 遥感技术在测绘工作中的应用
现阶段,遥感技术在我国测绘工程项目中应用较为广泛,因为遥感技术相比传统的测绘工具,其优势更为明显,避免了很多容易出现的测绘漏洞。
3.1.1 跟传统的测绘技术相比,遥感技术发生人为干预的情况较少,可以客观、全面的将监测区域的情况反映出来。而若是采用传统的方式进行测量,极容易出现误差偏大或误差累积等现象。而不得不说,遥感技术的测量数据比较真实、准确。譬如说:在矿区资源的定位和监测上,可以通过遥感技术来确定煤矿资源的具置,避免以为内不科学开采威胁生命或资源浪费等问题。
3.1.2 与传统的测绘方式不同,遥感技术能够动态实时、全方位、全天候的进行工作,这可以说是遥感技术最为显著的特点,它以全球定位系统作为后盾与支撑,在完成空间定位与导航工作之后,能够实时监测区域的实际情况。
3.1.3 遥感技术发展至如今,应用范围已经极为广阔,它可以迅速了解所在区域的地质特点、资源所在地以及地理情况,从而获取全面、精确的数据。
3.2 加强对遥感技术深度研究,拓展应用领域
可以说,在地质调查这项工作中,应用遥感技术不仅是社会经济发展的急迫需要与客观要求,从事物本身出发来看,也是十分必要的。就我国目前的发展态势来讲,遥感技术的发展前景极为广阔,应进一步以研究遥感技术为出发,提高其精度、准确度以及宣传力度。首先,加大资金的投入力度可以说也为遥感技术的深入研究工作做出了贡献。我国必须以进一步开发遥感技术为核心,以强国为目标从而不懈努力。除此之外,我国还需提高思想认识与观念意识,增加遥感技术的覆盖范围,加大资金扶持力度,解决当前各大测绘工程项目应用遥感技术而遭遇的一些难以解决的问题,拓展其技术领域。其次,相关部门也应重视起来,加强对遥感技术的推动、深入研发与鼓励,可制定一系列优惠政策来促进遥感技术的应用及普及。
3.3 大力推广遥感技术,加大遥感技术普及力度
只有在大力推广工作中,才能充分的显示遥感技术对测绘工作的适应力与优势。现阶段,不少应用遥感技术的测绘工程项目已经发现遥感技术高超的环境适应力以及技术优势,譬如谁:能够勘测不同地形,实现对地质灾害、气象灾害以及火灾等的全程监测,获取真实的数据,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大的贡献,适合监测不同地形,可实现对地质灾害、气象灾害以及火灾的全程监测,从而获取有效的数据信息,为建立灾害防御制度以及我国灾害研究做出了巨大贡献,所以,增加遥感技术的覆盖面积以及普及程度势在必行。
3.3.1 利用遥感技术来降低项目工程的测绘造价,实现遥感技术在各行各业的实用度。只有降低资金成本,让更多和项目去接受,而不是目前集中在几个重点项目上。
3.3.2 提高遥感技术的空间分辨率也将有利于遥感技术的普及。早期遥感技术受分辨率限制,较多应用于宏观的检测,而当前由于新工作思路的拓展,遥感技术与地质的符合程度越来越高,受距离的限制也越来越小。但是相关人员在改善工作思路,加大遥感技术地质检测水平上还需进一步努力。
4 结束语
总之,在当今的测绘工作中,应用遥感技术已经成为社会发展的必然趋势。随着计算机的普及与科技的进步,遥感技术的覆盖范围将会大大增加,实现遥感工程司、灾害、气象、地质遗迹环境资源监测等项目,拓展遥感技术的应用范围,让其充分发挥自身优势,在灾害预防、社会发展以及国民经济上做出贡献。
参考文献:
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[2] 庆斌,韩金芳,马丽新,等.现代测绘技术在工程地质测绘中的应用[C]//第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选.2010.
气象遥感技术范文3
关键词:结核病;药物性肝损伤;住院天数
Abstract:Objective To discuss the hospitalization days for patients with anti-tuberculosis drug-induced liver injury(DILI),and to analyze the the factors influencng hospitalization days.Methods 140 tuberculosis(TB)patients with DILI were studyed with mutiple linear regession analysis.Results The median of hospitalization days was 20.The regression equation on hospitalization days is Y=13.787-0.119 X8+0.923 X7(Y=length of hospital stay,X8=Age,X7=DILI treatment days).Conclusion The hospitalization days have positive corelation with the DILI treatment days,while having negative corelation with age.
Key words:Tuberculosis;Drug-induced liver injury;Hospitalization days
2011年中国结核病年发病数100万,是世界上第二结核病高负担的国家[1]。抗结核药物性肝损伤是常见的临床问题。
1 资料与方法
1.1一般资料 筛选广州市胸科医院住院患者中发生抗结核药物性DILI病例140例。入选患者均按照相关诊断标准确诊肺结核或肺外结核[2],年龄为16~60岁,其中男性80例,女性60例。
1.2方法 采用查阅病历的方法进行回顾性分析研究,统计分析使用SPSS Statistics 17.0软件,住院天数的的影响因素使用多元逐步回归分析,以P
1.3结核病及DILI的诊断标准 结核病的诊断标准:结核病诊断按2006年人民卫生出版社出版的《结核病》制定的诊断标准[2]。
DILI的诊断标准:按照"中华结核及呼吸杂志编委会"制定的DILI的诊断标准[3]。
1.4 DILI的治疗 确诊DILI后,参照美国FDA标准,若为0级或1级肝损伤,则在抗结核治疗的同时护肝治疗。若为2级以上肝损伤,则停用所有抗结核药物并护肝治疗[4,5]。
2 结果
2.1抗结核药物性DILI的临床表现及治疗效果 患者临床上主要表现为乏力、纳差、恶心、呕吐,部分患者出现黄疸。按照美国FDA肝损伤程度分级,1级:31例,2级:60例,3级:38例,4级:11例,5级:0例。DILI治疗效果,治愈65例,好转26例,未愈49例,死亡:0例。
2.2抗结核药物性DILI患者的院天数 抗结核药物性DILI患者的院天数的中位数及四分位数间距是20(15,27)。
2.3住院天数的的影响因素的多元逐步回归分析 使用SPSS17.0作为统计软件,以住院天数为因变量Y,以性别、ALT、AST、TBIL、DBIL、抗结核治疗天数、护肝治疗天数、年龄、费用类型等9个因素为自变量X。然后进行多元逐步线性回归分析,在α=0.05水平上,有2个因素被选入方程(见表1)。可列出回归方程为Y=13.787-0.119 X8+0.923 X7(Y=住院天数,X8=年龄,X7=肝损治疗天数)。经残差分析,残差服从正态分布。而容差数及VIF均验证2个自变量间不存在共线性问题。因此满足多元回归分析条件,该方程式成立。多元回归方程说明护肝治疗天数和年龄是影响住院天数的主要因素,其中护肝治疗天数为正相关,年龄为负相关,其他因素无相关性。
3 讨论
本文通过回顾性研究的方法,研究结核药物性DILI患者住院天数的影响因素。对住院天数影响因素的多元回归分析中,我们发现肝损治疗天数与住院天数正相关,是影响住院时间的主要因素,提示肝损治疗时间越短,则总的住院时间也会缩短,因此在医疗管理的角度来说,对DILI患者进行适当的有效的护肝治疗,从而缩短护肝治疗时间,是缩短患者住院时间的关键。另外我们发现,年龄与住院时间负相关。我们推测可能是由于年老患者DILI的自主症状较明显,因此也较容易被早期发现,从而及早治疗,进而缩短住院时间。但该推测目前缺乏数据支持。而且从回归方程式可看出,年龄对住院时间的影响是次要的。
参考文献:
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气象遥感技术范文4
关键词:遥感技术;水文监测
中图分类号:P335 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161132201
水是万物生存的根本,对水文资源的监测和预测有着十分重要的意义。随着科学技术的发展,传统的预测技术已经不能适应时代的发展与需求,目前,遥感技术凭借其质量高、速度快的优势特点,已经成为时代主流监测技术。遥感技术在水文资源监测中的应用大大提高了工作效率,同时能够结合其他的科学技术手段,能够提供更为准确的预测结果。
1 遥感技术概述
“遥感”从字面上的意思来理解就是遥远的感知。用科学严谨的词语来表述就是一种通过远距离感知目标反射或是自身辐射的电磁波、可见光以及红外线等,进而对目标进行探测及识别的技术。
2 遥感技术在水文水资源监测方面的应用
2.1 径流监测
径流监测径流量的预测预报通过遥感技术是无法直接估算出的,需要借助卫星遥感监测到的数据与水文气象站的数据相结合才能得出。另外,还需要利用遥感技术对土壤、植被等相关水系的综合研究,通过这些建立模型,输入限制条件与活动条件才能较为准确的估算出径流量。最早使用的径流量监测方法较为简单,其准确度也不够高,导致了盲目性。通过最新技术的应用,使得预测、预报的准确性大大提高。对于河流径流量的监测,也有利于水利设备的建设。根据河流多年平均径流量的大小选择合理的装机容量,建设水电站。
国内在遥感应用于径流与水文模型方面的研究,主要集中在国外遥感水文模型的应用和运用遥感资料获取流域水文模型的输入以及率定有关的参数方面。1989年,王燕生利陆地卫星影像获取了流域的下垫面资料,将流域按植被和土壤、土地利用分区,并应用气象雷达探测雨区及相应的面雨量,采用USDAHL水文模型,进行了少冷河的洪水预报研究。2001年,马铁民等在新安江模型的基础上,通过参数调整和修改,建立了吉林省辉发河流域的遥感水文模型并对该流域的水情要素等进行研究,结果表明对该流域的水文及洪水预报效果良好。
2.2 水位监测
水位防涝监测对水文资源的监测的终极目的就是预防灾害。遥感技术对降水量、蒸发量、河流径流量等的监测,通过建立长期的模型数据,最终便产生了对灾害预防的功能作用。如通过多年的河流径流量监测,可以预知哪一年的河流径流量较大,做好防洪的准备工作,哪一年的河流径流量小,做好抗旱的准备。洪涝灾害是造成人类伤亡和财产损失最大的一种自然灾害。利用遥感手段对洪涝灾害进行实时动态监测,确定洪水淹没范围及面积,具有客观、准确、时效性高的特点。遥感技术对洪涝灾害的监测评估在我国已有较长的历史。通过“八五”、“九五”科技攻关,中国科学院已建立了一套较完整的洪涝灾害监测评估技术系统,主要用于对珠江、长江、淮河、黄河、海滦河、辽河、松花江等七大江河中下游地区的洪涝灾害监测评估。
2.3 蒸发量监测
对于蒸发量的监测,传统的方法是通过物理方面来实现的。传统的方面费时费力,大大影响了工作效率。现代科学技术的发展以及遥感技术的发展,使得对于蒸发量的监测有了更为先进、更加简单的方面,避免的大量了复杂计算工作。由遥感技术发展而来的蒸发量监测技术主要有统计经验法、能量余项法、全遥感信息模型法等。根据模型不仅可以对蒸发量进行监测,而且还可以预测出往后几年的蒸发量的大概值。此外,根据需求的不同可以建立对应的模型,比如,只需计算地表及土壤的蒸发量,只需要建立较浅层次的一层模型。如需要计算的是地下热量的余热,就可以建立较深层次的二层模型。因此,遥感技术的使用使得其有更强的针对性。
3 结语
遥感技术成为现代监测技术的主流,在水文测验中的用更是可以拓展至更加宽广的方面。本身的优势与其他技术的结合使得遥感技术对降水量监测、土壤水分监测、径流量监测、蒸发量监测等监测结果更加准备,更好服务于人们的生活出行。相信随着更高技术的研发与应用,遥感技术在水文测验中的应用方面也越来越多,监测结果也越来越准确,对抗洪防灾起到更加重要的作用。对水文资源的研究产生更加长远的影响。
参考文献
气象遥感技术范文5
【关键词】遥感技术;大气环境;监测
环境问题日趋严重,各类污染给人类的生活和健康带来了很大的影响,严重破坏了人们的日常生活并威胁到人们的生命安全。遥感技术主要分为主动式遥感监测和被动式遥感监测,以环境监测为主,利用遥感传感器监测大气结构,对污染源进行快速定位,直接对污染物进行区域跟踪测量,从而获取某一区域大气污染的综合信息,以及时制定治理措施来减少大气污染的不利影响,对大气环境的治理产生了无法忽视的影响。
1 大气环境遥感监测技术的基本原理
遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它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,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段, 遥感监测技术主要分为紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术三种类型。
大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上不同于常规气象要素的监测。常规气象要素遥感监测[1] 主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度) 和长波辐射、风(风速和风向) 、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3 )、CO2、SO2、甲烷(CH4) 等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm , O3在0155~0165μm 之间存在一个明显的吸收带等,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中,有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的0140~0175μm 的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段处。
2 遥感技术在大气污染监测中的作用
2.1 被动式空基遥感监测
被动式遥感监测主要作用于臭氧层、大气气溶胶、温室气体、大气污染物、大气热污染源等等,这些问题很多不仅仅是区域性问题,甚至已经成为全球性问题,影响着全世界的正常发展。太阳直接辐射遥感技术利用散射和衰减,测量二氧化碳、臭氧等大气的主要组成部分,对有害气体、污染物、热污染源等进行监测,逐渐成为遥感技术中最常用的一种监测技术。现阶段,城市工业不断发展,雾霾成为人们生活中的一种普遍现象,严重影响着人们的身心健康,而遥感技术与地理信息系统技术相结合,获取雾霾地区的综合信息,通过对图像以及数据的分析得出影响雾霾的主要因素,从而制定相应的措施来消除雾霾。除此之外,随着城市化的不断发展,城市热岛效应成为城市发展的主要问题,遥感技术通过研究城市下垫面的热红外遥感总结城市热岛变化规律,对热岛效应的解决提供了一定的事实依据。
2.2 主动式空基遥感监测
主动式空基遥感监测的载体是雷达,主要有机载和星载雷达,它可以在短时间内发射大功率的电磁波,再根据回波信号的振幅和位相分析得出测量物的方向、距离等数据,主动式遥感不依赖于太阳辐射,可以昼夜工作,还可以根据探测目的的不同,主动选择电磁波的波长和发射方式。主动式遥感可以用来监测大气中的臭氧、水汽、二氧化硫以及三氧化氮等分布情况,分析这些成分如何影响平流层和对流层,有利于制定空间雷达的探测技术,对大气环境的治理起着无法替代的作用。遥感技术正在经历由单一型遥感监测向多方面监测数据的综合性分析过渡,即多时相监测,对于污染物信息的监测可以做到更准确及时客观,使得大气污染监测上升到一个新高度。
3 遥感技术的发展方向
人们越来越重视环境问题,对环境的需求也不断增加,改善环境成为当前社会发展的重要任务,遥感技术能够改善环境,那就应该更大限度的开发利用这一技术。遥感技术还可以从以下一些方面取得进步:
(1)遥感技术主要分为主动式遥感和被动式遥感,把主动与被动式卫星遥感相结合,可以更加准确的进行对污染物的监测,把污染物监测的误差精确到更小,不断改进大气环境遥感技术,对大气环境遥感进行定量化研究,形成一套严密的大气环境遥感监测技术运行系统,把遥感技术与地面监测共同运用到环境监测中,以便更加准确及时的制定解决环境污染的措施。
(2)在当今社会,技术在任何方面都是不可或缺的,与此相应,互联网技术可以充分配置资源,使全球的资源和信息得到共享,实现遥感技术的网络化,普及遥感监测技术,可以借鉴其他国家的遥感技术创新之处与经验,进行多国合作,利用其它国家的资源环境卫星系统,提高监测的效率。
(3)人才的进步才是社会的进步,必须要保证技术性人才的培养,国家要加大人才扶持力度,提供更多的人才发展机会,培养大批实用型人才和技术创新型人才,只有如此遥感技术才可能会有飞跃性的突破。
(4)技术的不完善使得监测数据的不准确,而数据分析是制定措施的重要依据,提高数据的准确度是必须的,对此,应该研发更高性能的传感器以提高卫星遥感的分辨率,使数据精确度更高,更好的判断污染物信息,避免误判情况的发生。
4 结束语
环境问题与人类发展息息相关,实现人与自然的和谐相处是社会发展的必然要求,在尊重自然的基础上,通过自己的一系列活动改变环境对于自身的不利影响并造福于人类是对每个人的要求。环境问题种类多样,大气污染、水污染、固体废弃物污染等都可以通过遥感技术得到一定程度的治理,遥感技术的应用范围也越来越广泛,作为环境监测的重要技术力量,遥感技术应该不断发展自身,为制定科学准确的政策提供更加有理有据的支持。
参考文献:
[1]刘红,张清海,林绍霞.等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学,2013(1).
气象遥感技术范文6
卫星遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就,是当代高新技术的一个重要组成部分。我国卫星遥感技术的发展和应用已经走过了多年艰苦探索与攀登的道路。如今,我们欣喜地看到卫星遥感应用技术已经起步并正在走向成熟和辉煌。
众所周知,近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明,卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技,是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家,都十分重视发展这项技术,无论在政策、资金,还是在人力、物力上都给予卫星遥感以特别的重视和倾斜,寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。面对这种形势,我国卫星遥感技术如何发展,如何使卫星遥感技术真正成为实用化、产业化的技术,直接为国民经济建设做好先行,是值得我们认真思考而且必须做出正确回答的问题,同样它也是当前业界人士关注的热门焦点。
卫星遥感技术应用
1、卫星遥感技术应用现状
首先,到目前为止,我国已经成功发射了十六颗返回式卫星,为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据,在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用,实现了业务化运行。1999年10月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功,结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史,已在资源调查和环境监测方面实际应用,逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星,为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。
其次,除了上述已发射的遥感卫星外,我国还先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等国家级遥感应用机构。同时,国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务,并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接21世纪空间时代和信息社会的挑战,打下了坚实的基础。
最后,非常关键,必须要重点指出的是两大系统的建立完成。一是国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成,标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统,也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立;二是国家级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立,使我国成为世界上少数具有国家级遥感信息服务体系的国家之一。我国遥感监测的主要内容为以下三方面;
(1) 对全国土地资源进行概查和详查;
(2) 对全国农作物的长势及其产量监测和估产;
(3) 对全国森林覆盖率的统计调查。
2、卫星遥感技术应用前景
国际上卫星遥感技术的迅猛发展,将在未来十五年内把人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合,大、中、小卫星相协同,高、中、低分辨率相弥补而组成的全球对地观测系统,能够准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的对地观测数据。
随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化,用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求也不断提高,从而促进了高光谱分辨率遥感的发展。高分辨率的空间信息能够较好的满足诸多用户的需求,它们的重要特征就是具有商业化前景。
在国家经济建设中,对空间遥感信息以及空间地理信息的需求将日益增长。为使我国现代化经济建设得以持续稳固发展,空间遥感信息技术和应用必须相适应的发展。我们可以从我国对遥感信息和技术的应用需求来看卫星遥感应用前景,这主要表现在社会公益需求方面和遥感图片的商业应用需求两个方面:
(1)社会公益需求。
主要有以下几种类型:
①土地利用、城市化及荒漠化监测;
②农作物、森林等可再生资源的监测和评估;
③灾害监测和环境监测。
此外,对道路、建筑工程的设计、选址等方面也有着广阔的前景。这方面的需求主要靠政府扶持。
(2)商业应用需求。
遥感技术的应用是极其广泛的,凡是涉及地球科学的各门类的学科和技术种类,遥感技术都能为它们提供信息。这种广泛性必然会使对遥感数据的需求用户范围变广,因此除了社会公益型用户外,还存在部分商业应用型用户。虽然这些商业应用型用户由于遥感卫星正处于产业化初期,市场尚未形成规模的原因,目前数量较少,但随着将来技术的进步,商业化的发展,这部分的用户肯定会逐渐增多,最终成为用户群体中的主要成员。
高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合,在未来的城市规划、地籍管理、工程评估等方面将有广阔的市场,预计每年会有14%左右的增长率;近年来,由于卫星数据的增加和小型廉价的工作站、图像处理系统、软件的发展,与此相关的空间信息服务公司大大增加,由此形成的增值收益是卫星图像销售收益的六倍。由此可见,卫星遥感的商业化是卫星遥感应用产业化发展的推动力之一。
卫星遥感技术的产业化发展
1、卫星遥感技术蕴藏巨大的产业化前景
遥感技术应用的基础是遥感信息的获取。地面物体在遥感图像上形成各种信息是一个复杂的过程,这个复杂过程是由人类生活的真实地表空间的复杂性、千变万化性和成像过程的复杂性共同决定的。具体地说,人类生存的地表空间是复杂的,是宏观有序、微观混乱的地理综合体,成像获取的遥感图像的光谱值是混合光谱,受多种因素的影响。从信息论角度来讲,遥感成像过程是信息从多到少的映射,是个确定过程,是把一个千变万化、形形的地球表面高度概括、总结、选择、压缩的过程。正是这个过程,使得遥感影像中包含的信息具有宏观性、多样性、综合性、周期性、量化等特点。这些特点决定了遥感影像中包含着人类生产活动各个研究和应用领域所需要和感兴趣的信息,各个研究和应用部门均可以从不同的遥感影像中提取和挖掘出所需的信息,为本部门的发展和应用服务,为国民经济建设服务。这也就是遥感信息具有跨部门、跨学科的特点。遥感信息的上述特点决定了遥感技术从起源就蕴藏着巨大的产业化前景。
2、卫星遥感技术发展的不平衡性需要加速产业化
卫星遥感信息的获取技术得到了惊人的发展,空间分辨率和光谱分辨率已经达到相当高的程度。空间分辨率由千米级、百米级,到米级、分米级,光谱分辨率由几百个纳米、几十个纳米,到几个纳米。多空间尺度、多光谱尺度以及多时间尺度的海量卫星遥感数据的获取技术已经形成,但卫星遥感信息的应用则相对发展滞后,出现了卫星遥感获取技术的快速发展与信息应用滞后的矛盾。这个矛盾使得人们在欣喜地获得大量可用数据的同时,却在解决实际问题时仍然对知识万分饥渴,深感信息的短缺。这主要是因为卫星遥感影像信息的应用过程远比获取过程要复杂得多。遥感图像的解译和应用过程是信息从少到多的映射 ,是个不确定过程,无法从数学上直接求得确定解。从信息论来说,是因为遥感成像过程在保留了总体信息的同时,压缩了细节信息,同时还附加有噪音,减少了信息量,从而使遥感影像上所包含的信息量不足以表达人们所希望求解的诸多地理对象的内在的不确定度。这种不确定性程度因对象不同而不同。可以把遥感信息应用过程看成是一个信息传递系统,一个将遥感数据转换为可用信息的过程。而遥感数据到信息的转换,是由业务用户的信息需求所驱动的,选择什么样的模型以及最终达到什么样的目的完全因应用部门而异。由于支持“数据到信息”过程的基础知识很少和短缺,限制了遥感数据直接产生的经济和社会效益,从而影响了遥感数据的应用广度和深度。因此,要加强卫星遥感技术向国民经济和社会发展诸多行业和领域的渗透、辐射,与各行业、领域的传统方法相结合,而不是排斥和完全代替,以提升传统行业、发展新兴行业,加速卫星遥感技术产业化的进程。
卫星遥感技术的产业化发展历程
1、实用化是产业化的前提
卫星遥感技术具有其他技术不可替代的优势,但也有它的局限性,主要表现在:
(1)遥感技术在电磁波谱中仅反映地物从可见光到微波段电磁波谱的辐射特性,而不反映地物的其它波谱段特性。因此,它不能代替地球物理、地球化学等方法,但它可与其集成,发挥信息互补效应。
(2)卫星遥感信息主要反映是近地表的现象、区域和运动状态等。这一局限性与人类在地球科学和其他科学研究中不断向地下深处发展之间产生了矛盾。这一矛盾使得遥感技术在不同行业和领域的应用程度可能会因应用领域的深入而受到影响。
(3)卫星遥感信息获取过程的确定性与信息应用反演时的不确定性产生了明显的矛盾。该矛盾使卫星遥感技术在各行业、领域深入应用的效果受各种因素影响大,效果好坏不定。
之所以强调这些局限性是因为只有正确地认识到卫星遥感技术的优势和局限性,才能扬其所长,补其所短,使它更加实用化。
显然,卫星遥感数据的深入应用仅靠遥感技术和遥感知识是完全不够的。实现遥感数据良好和深入的应用需要三方面的信息和知识:一是遥感信息和相关的处理技术;二是应用领域的专业信息和相关技术及知识;三是借鉴其他领域先进的信息技术。只有这三方面知识和技术的共同支持,应用部门才能更加准确地提取和理解赋存于卫星遥感数据中的专门信息,有效地服务于生产和研究。这三个方面的信息和技术可归纳为两个结合,即遥感技术与各应用领域的专业技术相结合,遥感技术与其他现代信息技术相结合。这两方面的结合方式和结合的紧密程度与应用部门或个人感兴趣的目标地物赋存的地理空间及复杂性有密切关系。正是由于这种赋存地理空间的差异和对象属性、运动状态的复杂性差异,不同部门在进行遥感信息应用时,采用上述两个结合的程度也不同,遥感信息的应用广度和深度也有差异。无论对哪个应用部门、哪个学科或个人,不断深入地应用遥感信息来有效地解决问题,上述这两个结合都是必要的。换句话说,发挥快速发展的遥感技术的强大优势,结合各行业和领域的传统有效的方法技术,整合现代信息技术,发展交叉技术,从多学科、广视角来解决各行业和领域遇到的实际问题,有利于卫星遥感技术的实用化,从而有利于推动卫星遥感技术的产业化。
2、商业化是产业化的催化剂
在市场经济的大背景下,实用化商业化产业化是产业化的必由之路。没有实用化,就谈不上商业化,没有商业化就形成不了产业,没有产业化的推动,任何一项高新技术,包括卫星遥感技术就不可能持续地发展下去。
所谓商业化就是要将卫星遥感技术作为商品在市场经济大环境下进行竞争,形成卫星遥感技术的规范化、规模化市场。要想促进卫星遥感技术的商业化,那就必须要转变观念,树立竞争意识,进行技术创新,研制开发新一代高水平的遥感卫星,提供高质量、具有优势的产品。同时,采用成熟技术,商业现货产品和发射小型卫星的办法降低生产成本。扩大市场需求,提供不同档次级别的图像产品和增益产品,培养个体用户,大力发展个人图像服务。改变传统作业方式,实行商业运作,加强数字提供商与信息增值服务商之间的合作,逐步增大纯商业化系统的比例。采取符合市场经济规律的正确方针和有力措施,进行综合经营,实行薄利多销。遥感卫星产业包括卫星制造业、发射服务业、地面应用服务业和地面设备制造业等。地面应用服务业包括代销或经销其他公司或非商业化的民用遥感产品等。
3、产业化的主要模式以及发展趋势
(1)卫星遥感技术产业化的主要模式。
①混合模式;
②政府政策促进商业遥感卫星产业化的模式。
(2)卫星遥感技术产业化的发展趋势。
①跨国公司合并,形成规模开发能力;
②既竞争又合作,军民商遥感卫星同时出击;
③开发通用卫星平台;
④1米高分辨率遥感卫星市场成为焦点;
⑤以创新技术优势开拓市场;
⑥国家和私营公司采用高新技术合作开发;
⑦以卫星品牌和标准产品占领市场。
我国卫星遥感技术的产业化发展
1、我国卫星遥感技术产业发展现状
目前,我国1000多家3S(GPS,RS,GIS)单位的十多万名从业人员构成了我国遥感市场的主体,他们直接或间接从事卫星遥感技术的软硬件研制、应用和开发工作。资料显示,遥感已成为我国地理空间信息产业的一个重要组成部分,发挥的作用越来越明显,并成为有关行业的主导技术,如在城市土地动态监测、违章用地处罚、水土流失调查、生态环境评价、大型工程选线选址等方面。
(1)卫星遥感的产业链
①卫星遥感基础设施的制造与发射,持续稳定的数据源是遥感产业发展的基础。
②卫星数据加工以及增值服务,是遥感应用的前提;离开了不同种类、不同级别的数据加工,遥感的产品将非常单一,应用的范围将缩小。
③地理信息产业为主的信息应用,是遥感产业扩展与延伸的主要方面和新的增长点。
④工程建设应用始终是遥感应用的重点之一。
⑤政府的公益事业、政府的政策导向是遥感生命力所在。
(2)卫星遥感市场的特点
①多极化的市场已经出现,发展势头强劲,并且不断加快,但公益服务仍占据主导地位。这是从经济总量对比得出的结果,但需求是多渠道的;多极化市场的出现将逐步改变政府的主导地位。
②产业链和市场细分逐渐形成。遥感需求层次已形成,不同分辨率的数据为不同用户服务,同时遥感需求的网络正在逐步有序化。
③产业规模扩大,遥感数据市场竞争激烈,市场需求不断增强。
④遥感软件产业发展平缓,起伏不大。
⑤市场准入制和竞争机制正在建立。
2、我国卫星遥感技术产业发展途径
每个国家遥感卫星的发展战略各不相同,没有哪个国家的遥感卫星发展道路和战略是最好的,适用于一切国家的。世界上有许多国家如美国、法国、印度等都已走出了一条适合自己发展的道路。我国也很有必要根据自身的应用需求、经济实力和技术基础等条件,并借鉴其他国家的发展经验制定遥感卫星发展战略。总结和分析其它国家遥感卫星发展战略及其特点,有助于我们把握好方向、正确定位和制定合理的遥感卫星发展计划。纵观美国及其它国家遥感卫星发展所走过的历程,广大专家、学者整理归纳出以下四点适合我国卫星遥感技术产业发展的有效实现途径。
(1)商业化。
商业化是一条值得探索的道路。我国财力有限,采用商业运作模式可以充分利用卫星资源。如果遥感卫星产品能够打开国内市场、打入国际市场,并在市场上占据一定份额,遥感卫星将能自负盈亏,政府不必投资,便可使其处于一个良好的循环状态,如果政府少量投资,将使其更有竞争力。由于遥感卫星数据本身的社会性和公益性,以及市场的特殊性,要在短期内实现商业化是很困难的,不可急于求成,要充分借鉴别国成功的经验,避免它们曾经出现过的问题,在商业化的过程中政府的扶持和调控是必不可少的。
(2)国际合作。
卫星是一项投资巨大的产业,可以通过国际合作来共同承担风险和投资成本。走国际合作的道路,通过技术引进、消化、发展,一可减轻国内经济负担,二可分散风险。国际合作这种运作模式也是当前的一个发展方向。
(3)重视应用。
发展遥感卫星的目的是为了应用,应强调系统的应用效益,切实改变重技术、轻应用的倾向,技术发展要与应用效益挂钩。我国资源一号卫星,应用还很有潜力可挖,应加大宣传力度,综合管理遥感卫星数据的应用,以发展推动应用,以应用促进发展。
(4)军民合用。