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大气遥感技术的应用范文1
关键词:遥感技术;环境监测;运用
遥感技术的应用,经过近几十年的发展,在国民经济中的各个领域广泛渗透。结合GIS、GPS等技术的协同发展,“3S”技术的快速发展,遥感技术已成为推动保护环境、资源利用的不可或缺的工具。以其具有的大面积同步观测、多波段全天候工作、瞬间成像功能等优越特点,并与航空航天领域结合,已逐渐成为环境监测领域的高成本效益的监测工具,具有良好的发展前景。
一、遥感在环境监测中的应用
1、水环境污染监测
遥感技术在水环境污染中的应用,主要是分析水体的光谱特征、确定水体界线、水体温度以及反演水体悬沙规律、叶绿素规律等,基于统计关系的定量反演或定性的进行遥感影像分析,最终确定水体的综合水质指数,反应水质污染现状。环境监测领域正逐步由定性监测发展到定量反应,同时这也是遥感技术发展的必然趋势。
目前,遥感技术应用于水环境监测,可较高精度的反应出水体的泥沙浊度、叶绿素水平、水体温度,并可对SS、SD、DO、BOD5、COD、TN、TP等指标有一定指示作用,对水体富营养化的监控有一定作用。并且目前应用海洋遥感卫星进行海洋污染监控效果较好,对大范围的海洋石油污染、海洋化学污染具有一定重大的意义,具有较大应用。
2、大气环境污染监测
目前,遥感技术应用于大气环境监测主要是对其进行臭氧监测、气溶胶含量监测、有害气体和热污染监测,以及对沙尘暴的监测、酸沉降的监测等,随着传感器科技的不断进步,应用十分广泛,全球目前唯一臭氧测量手段即为遥感。采取卫星为传感器搭载平台的遥感技术收集大气信息和地表信息区域性更大,而且是瞬间完成的,应用于大气污染调查,可最大程度避免其误差产生,有利于对大气污染进行动态监测。
遥感用于臭氧监测时,主要是通过测量臭氧对热红外辐射量的吸收,进而分析臭氧含量的。但遥感技术用于有害气体监测仍是通过间接解译敏感植物受影响状况。对灾害性的大气问题的监测主要是包括沙尘暴、酸沉降、有毒有害气体泄漏等问题的监测,严重危害环境质量,属严重的环境污染问题。许多传感器的特定数据对其便有较好的观测效果,如美国NOAA的高级甚高分辨率辐射计,便可对气候监测、厄尔尼诺现象等许多环境灾害进行描述性监测。总体来说,现如今经过几十年的发展,遥感技术应用于大气监测发展迅速。
3、植被生态监测
植被生态监测被各种监测均视为重要监测项目,所有监测卫星均需特殊考虑植被周期及生长规律,以便获得更好的监测效果。植被生态遥感的应用主要应用于:植物生态健康状况解译、植被动态变化的调查城市绿化调查、草场资源调查、林业资源调查等。根据植物不同种类、不同状态具有不同的光谱特征,对植被生态状况可以进行良好细致的把握。在我国植被生态监测极为重要,其不仅关乎国民经济,而且影响生态安全问题。因此植被生态监测意义重大。
4、土壤及土壤污染监测
遥感技术应用于土壤监测,具有极其重要的意义,因为土壤关系着农业生产、流域非点源污染、沙尘暴、矿产资源等。土壤监测中的遥感技术应用是将土壤类型、土壤分布规律根据遥感影像解译出。由于土壤监测是大范围的监测,因此具有监测效果较好的传感器为大波段、覆盖范围较大的传感器。
5、土地利用监测
遥感技术应用于土地利用监测即为以传感器为“手段”对土地利用进行分析,对土地覆盖利用变化情况进行表达,进而对城市环境规划起到一定的辅助作用。城市土地利用遥感图像资料通过解译,可进而可对城市发展、森林覆盖、矿产资源开发利用、生态环境等进行检测。对此可进行间隔长度为五年或十年的跨度,经过图片叠加,可发现分析出明显规律。
由于现如今城市热岛效应愈加剧烈,已达到干扰生态的程度,遥感技术对城市热岛的监控,有利于分析其产生原因,改善其现有状态。遥感技术应用于城市还突出贡献于城市热岛效应方向,如Landsat7的热红外波段6即对地表温度、水温变化以及城市热岛有特别的判断作用。
二、遥感在环境监测中运用的前景
通过对遥感技术及GIS、GPS技术的开发研究,随着遥感影像获取技术的日益精湛,传感器的精度水平及应用水准逐步提高,环境监测中的遥感技术具有十分广阔的发展前景。在今后的发展中,主要对环境监测中遥感技术的智能化进一步提升,使其由遥感数据直接智能自动处理,节省人力消耗。最后,发展智能化技术是需要一定时间和精力的,因此技术良好的团队,以及优秀的遥感技术管理技术是环境监测中遥感技术健康快速发展的前提。
遥感技术目前在环境监测领域已广泛应用于水环境、大气环境、土壤环境、生态环境等方面的监测,但由于很多技术还满足不了定量分析的需求,对大部分的形成机理仍有盲点,多数只是从影像资料直观定量分析,因此在技术上还应有所提高,对其高精度传感器需进一步开发以及相关制度体制需进一步建立。但由于其所具优点点突出,应用前景良好。
总结:
遥感技术是一种高科技技术手段,是一种高投入并具有可持续性可观回报、可观效益的高科技技术。但遥感技术仍只是一种技术手段,应用于环境监测领域,虽可广泛的、快速的、动态的掌握信息,但是通过遥感这一“碧空慧眼”也只是能够获得地表信息,即环境监测的所需的环境数据资料,同时还是需要具有一定技能的相关工作人员对其数据进行分析、解译等配合工作,才能使遥感更加发挥作用。
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大气遥感技术的应用范文2
关键词:遥感技术;环境监测;应用;水环境监测;大气环境
一、水环境遥感监测技术的应用
水环境遥感监测的任务是通过对遥感影像的分析,获得水体的分布、泥沙、有机质、化学污染等状况和水深、水温等要素的信息,从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价,为环境、水利、交通、航运等部门提供决策支持。应用遥感技术,可以快速监测出水体污染源的类型、位置分布以及水体污染的分布范围等。水体及其污染物的光谱特性是利用遥感信息进行水环境监测和评价的依据。
1、水体富营养化监测
水体富营养化是指氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象,这种现象在江河湖泊中称为水华,在海中则叫做赤潮。水体富营养化遥感监测是通过分析水体反射、吸收和散射太阳辐射能形成的光谱特征与富营养化水质参数浓度之间的关系 ,建立富营养化水质参数的定量遥感反演模型,并分析各水质参数之间的相关性 ,建立适当的富营养化评价模型。利用卫星遥感进行大范围湖泊、海洋富营养化空间分布及动态评价,具有监测范围广、速度快、成本低和便于长期动态监测的优势,还能发现一些常规方法难以揭示的污染物排放源、迁移扩散方向以及影响范围等特征。
2、悬浮固体
水中悬浮固体(ss)含量是水质指标的重要参数之一。SS不仅可以作为水体污染物的示踪剂,其含沙量的多少还直接影响水体的透明度、水色等光学性质。一般来说,对可见光遥感而言,0.58~0.68um对不同泥沙浓度出现辐射峰值,即对水中泥沙反应最敏感,是遥感监测水中悬浮物质的最佳波段。在实际监测当中,选择与悬浮物质浓度相关性好的波段,结合实测悬浮物质的数据进行分析,从而建立特定波段辐射值与悬浮固体浓度之间的关系模型,然后进行反演得出悬浮固体的浓度。
3、油污染
遥感监测油污染不仅能够发现污染源、确定污染的区域范围和估算油的含量,而且通过连续监测,能够得到溢油的扩散方向和速度,预测将会影响的区域。
4、热污染
由于人类活动向水体排放的“废热”引起环境水体的增温效应而产生的污染称之为水体热污染。水体热污染可直接影响到水生生物的多样性,导致局部生态系统的破坏,从而影响人类的生产生活。遥感监测水体热污染是一种有效的宏观监测手段,目前主要的探测方法有热红外遥感和微波遥感。
二、大气环境遥感监测技术的应用
1、臭氧层监测
臭氧对低于0.3微米紫外区电磁波具有较高的吸收能力,基于此,臭氧层臭氧含量多少的测定可通过紫外波段进行。吸收带在2.74毫米位置,应选用11083MH2频率的地面微波辐射计与射电望远镜进行大气中臭氧垂直分布的监测,如大气臭氧不断增加其含量,将导致温度不断上升,这种情况下,可选用红外波段进行大气臭氧层监测。
2、监测大气气溶胶
大气气溶胶一般是指烟、雾、尘等。这些大气气溶胶的形成往往是因为火山爆发、火灾及工业废气等。污染物位置及范围的确定可以直接通过遥感图像进行分析,同时预测、预报时可遵循其位移情况及发展规律进行分析。如漂浮于低空的尘埃,可利用对植物受害程度的监测进行间接研究。
3、监测有害气体
二氧化硫氟化物等有害气体在人为、自然条件下产生,这些有害气体对生物肌体将造成严重的危害,一般选用间接解译标志进行,受污染后植被反射红外线的能力将有所降低,与正常植被相比,受污染后植被的颜色、纹理与动态标志都发生了极大的改变,如彩红外图象颜色会变暗,树木郁闭度降低等,通过这些特性可以对污染情况进行间接分析。
4、监测城市热岛效应
城市热岛效应是由于城市人口密集、产业集中,进行形成了市区温度比郊区温度高的小气候情况。这种现象属于大气热污染气候,一般对城市热岛效应进行监测的方式都会选用流动观测结合定点观测的方式。但这种方式具有较高的成本、其监测范围较小,同时很容易受到各种因素的影响,其极限性较大。遥感技术在城市热岛效应监测中的应用,不仅提高了监测的精确度,还降低了成本。并实现了定性到定量、静态到动态的转变,实现了较大范围同步监测,同时可以对城市热岛效应内部热信息的区别进行提取与分析。
三、土地环境遥感监测技术的应用
目前不断出现环境变化问题,如全球碳循环的量化与气候变化的生物反馈,要求数据对大面积土地覆盖特点进行描述,遥感技术主要以人造卫星为基础,是一个强大的制作陆地覆盖图工具,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。作为全球变化研究项目的重要组成部分,土地利用与土地覆盖研究在遥感技术的应用下取得了不错的成绩。
作为环境的主要组成成分,植被可以对区域生态环境进行反映,还是解译土壤、水文等因素的标志。在大型植被、生物物理及生态学参量研究、估算中遥感技术的应用十分有利。应用遥感图像可以进行临时分析,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,这样可以对火灾产生的损失降到最低,并能第一时间选用行之有效的措施进行有效处理。
四、结束语
综上所述,随着科学技术水平的不断提升,遥感技术作为环境监测的重要技术之一,其监测结果是否准确,对生态环境可持续发展具有关键性的作用。在环境监测中,应对国际资源环境卫星系统进行充分利用,加大我国环境监测遥感技术的应用力度,完善环境监测体系,为人类的发展及美化环境提供一份可靠的保障。
参考文献
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大气遥感技术的应用范文3
当前社会经济的不断发展,为科学技术的进步创造力良好的物质条件与经济基础,各种现代的信息技术手段层出不穷。在经济快速发展的同时,我们需要面临更为严重的生态环境监测和保护问题。遥感技术尤其是卫星遥感技术近些年来在环境监测中得到了有效的运用,国际遥感技术研究水平也得到了进一步的提升。本文结合当前我国生态环境监测与保护的现状以及遥感技术的发展状况,对遥感技术在生态环境监测和保护中的应用进行分析。
2我国当前的生态环境监测与保护
2.1发展现状
随着近些年来社会经济的不断发展,科研技术也取得了一定的进步,为生态环境监测提供了一套科学可行的技术支持,目前国内也逐步建立起立地球动态观测信息网络,同时取得了较多的研究成果,并相继在新疆、内蒙等地区建立起了生态站,为我国将来一段时间生态环境监测和保护工作提供了重要的基础保障。
2.2发展趋势
通过以上对于我国当前的生态环境监测和保护现状分析来看,虽然我国当前在生态环境监测与保护方面还存在着诸多的问题,例如技术上比较滞后、管理制度跟不上、人员能力水平存在不足等等,即使如此,但整体趋势是向前发展的。未来该工作的发展趋势应是在地面监测技术与3S技术相结合的基础上,实现由当前的生态环境质量评价到生态风险以及早期生态环境预警和保护方面的转变。当前我国部分城市已经开始使用遥感技术对生态环境进行监测与保护,这些先进的技术手段必将对我国生态环境的保护工作起到良好的推进作用。
3遥感技术的原理及应用领域
3.1基本原理
遥感技术主要是利用安装在遥感平台上的传感器,对被监测物体定时、定量的发射不同的电磁波谱,并对其所反射回传感器的电磁波谱进行接收和记录,在经过地面处理后还原成原始图像,从而进行各项研究工作。其中运用的传感器是指安装在遥感平台的用来探测地面物体电磁波的仪器,对于不同的研究项目,当前已经研究出了多种多样的电磁波谱传感器。利用传感器对于各种物体在可见光以及红外线和微波范围内的电磁辐射的探测和接收,并经过一系列较为复杂的技术处理,将其提供给不同的用户,方便其开展工作。
3.2应用领域
(1)资源遥感监测
资源遥感监测在资源类别上可以将其划分为土地资源、水力资源以及其他方面的资源监测。世界各国在发展过程中都需要强大的自然资源作为后盾,因此资源遥感监测有着重要的意义。遥感技术对于我国石油资源开发、矿产资源探测以及五年计划期间的各项工作都发挥了极为重要的作用,为促进我国现代化经济建设作出了巨大的贡献,这也是我国目前不断重视的原因。
(2)农作物监测
遥感技术对于农作物的监测主要是利用卫星传感器所发回的传感数据,在地面工作站的加工处理后,对农作物的产量指标进行估算。另一方面,遥感技术还能对小麦、玉米等农作物的病虫害情况进行遥感监测,有利于农作物病虫害的防治,加强农作物的管理力度,从而减少其带来的经济损失。
(3)气象监测
遥感技术在我们生活中最为常见的应用就是我们经常接触到的气象预报,其与我们日常工作和生活息息相关,已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分内容,为人们的带来极大的便利,随着科学技术的不断向前推进,气象预测方面将会更加准确,可靠性也会逐步增强。当前我国应用于气象观测和预报的卫星主要是自主研发的风云系列气象卫星。
(4)地质灾害预测
卫星遥感技术对于地质灾害的预测,能在很大程度上减免地质灾害等带来的人员伤亡和财产损失,比如天气预报中提到的暴雨可能会引发的泥石流灾害等,但是遥感技术在此领域的应用还处于摸索阶段,技术基础相对较为薄弱。不过相信在未来发展过程中,这方面的能力会持续增强,技术上的差距也会不断缩小,为地质灾害预测提供更加科学准确的预测详情。除此之外,遥感技术在军事领域、国防领域以及太空监测领域也都有着广泛的应用。
4遥感技术在生态环境监测与保护中的具体运用
4.1在大气状况监测中的运用
由于当前不断恶化的环境问题以及越来越严重的雾霾现象,人们对于空气质量的重视程度越来越高,各国政府也在进行着相关研究工作,希望能通过有效的手段改善当前大气污染状况。遥感技术通过对大气中臭氧层、温室气体以及大气气溶胶含量等指标的监测,实现了对大气污染状况的实时监测,节省了大量的人力物力。通过对监测到的信心处理,及时的传递给气象部门和相关部门,便于人们做好防范和补救处理工作。
4.2在水体污染监测中的运用
作为人类赖以生存的基础资源,水资源对我们的重要性不言而喻,然而当前我们面临的不仅仅是水资源匮乏问题,还有相当严峻的水体污染问题。我国拥有着众多的河流及湖泊,对于这些河流湖泊的监测使用人工监测的方法所要耗费的各种资源相对较多。卫星遥感技术通过多光谱频道,能对水体进行多方位监测,从而对水质作出优劣评价,方便于水体污染的监测和治理工作。遥感监测对水体污染的主要监测指标有水体悬浮物、水体温度、色度以及可溶性有机物的监测等。
4.3在固体废弃物监测中的运用
在城市发展建设过程中,不可避免的会遗留下一些废弃物及城市居民生产生活垃圾,对于当前城市现代化建设和生态环境保护工作来说,对这些固体废弃物的妥善处理相当重要。遥感技术利用对遥感图像上的色、形、影等解译处理,能够较为直观的呈现出城市固体废弃物的分布状况、数量以及类型。从遥感技术手段中获得的这种高分辨率图像,能使我们更加详细的对固体废弃物的面积及总量进行识别,有利于其处理工作的开展。
5结语
大气遥感技术的应用范文4
物联网作为一种新的技术和概念,已经在国内外各国受到高度的关注。物联网技术应用与环境监测领域具有不可
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大气遥感技术的应用范文5
关键词:城市遥感;学科主旨;教学内容;教学体系
近年来,随着城市化进程的加快,城市问题日渐突出。针对城市问题的研究产生了城市科学这门学科。随着城市及城市科学的发展,遥感技术在城市规划、城市生态环境监测及城市管理中的应用越来越广泛和深入。在城市调查方面,遥感技术可以快速、准确、全面地获得城市地质背景、土地利用状况、生态环境、市政建设、交通、水利、农林、旅游等等方面的数据和资料。对不断地调查城市现状、变化和发展,为配合城市总体规划和分区详细规划的制订及顺利实施,对城市景观建设和环境保护,提供了全面有效的方法。因此,自上个世纪90年代以来,逐渐形成和发展了城市遥感这门新兴的交叉学科。
一、城市遥感的学科发展背景
在国外,利用城市遥感方法进行城市土地利用、住宅密度、居住质量、城市交通、城市人口、城市变化及其他社会经济要素的研究已取得长足的进展。我国也曾在京津、上海、广州等地进行过综合性的城市遥感调查,在城市土地利用监测、城市绿地调查、城市环境污染监测、城市热岛研究、城市规划及城市生态环境监测等方面都取得了可喜的成果。各级政府和社会公众已经认识到,城市遥感已成为城市规划、建设和管理不可分割的重要组成部分和技术支持,成为各级政府强有力的辅助决策工具和指导与加强地区管理的现代化手段。以上海市为例,自1988年以来,上海市已连续开展了三轮遥感综合调查,为上海市城市布局的合理调整、新区规划、老区危简房的拆迁改造、城市交通、城市建设现状、考古、城市防洪排涝、城市绿化与改善城市生态环境等多方面提供了大量基础性资料和辅助决策依据,为许多政府重大工程提供了研究报告和影像资料。此外对各郊县的土地资源与全市滩涂资源进行过详尽的调查。多年的实践证明,城市遥感技术业已成为上海市各级政府决策的重要辅助手段。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。
二、城市遥感学科的研究主旨和内容
国际上已经举办了8届国际城市遥感大会。充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系;同时针对本科教学的特点设计相应的教学内容。一些具有基础性的内容需要补充进教学内容,比如现代化进程中城市问题,城市科学的理论等;而一些深度交叉的课题则没必要过度展开,如城市生态学等。同时考虑到学生已有遥感基础,以及遵循教学要循序渐进的原则,因此,我们设计教学内容为:①现代化进程中的城市问题;②城市遥感基础;③城市遥感传感器和数据源;④城市地区遥感影像判读;⑤城市地区遥感特征检测技术;⑥城市地区建筑物探测和三维重建;⑦城市土地利用和城市景观结构;⑧城市热、水、空气环境监测和生态安全;⑨城市规划的遥感应用;⑩城市遥感的发展前景。
三、城市遥感学科的教学体系
城市遥感教学是针对遥感专业高年级本科生开设的课程,主要教学内容是遥感技术在城市规划、建设、管理和环境保护等方面的应用。教学指向学科研究和应用是前沿,是该专业的高级选修课。针对该课教学目的和教学要求,我们设计课程内容如下:
1.城市问题引论。随着中国现代化进程的发展,城市化进程在加快。城市规划、建设和保护等过程的问题日益凸显。如城市交通问题,环境保护问题,城市规划问题等。向学生介绍城市发展现状,城市化问题,城市科学理论等问题。着重分析在中国工业化和城市化进程中城市所面临的问题,研究现状和可行的解决办法。指出遥感技术在解决相关问题时的优越性和局限性。
2.城市遥感基础。针对城市遥感应用,简单介绍遥感基础概念、遥感平台与传感器、遥感图像处理基础等基本内容。着重对新型高分辨率卫星、航空和地面传感器在城市遥感中应用范围和价值做了介绍和评价。
3.城市遥感解译。面向城市遥感应用,有针对性的讲授城市遥感解译的基本概念,关键技术和流程。主要包括城市遥感影像解译基础、城市遥感影像目视解译、城市遥感影像数字解译、城市遥感影像解译与判读的基本框架、城市主要地物目标特性、卫星影像判读特点、城市遥感影像数字判读方法和流程等内容。针对城市目标特性,着重介绍了相应的遥感影像解译方法和流程
4.城市特征提取。介绍了城市点、线、面特征的各类自动半自动提取方法。点特征提取算子介绍了Moravec算子、Forstner算子、Susan算子和结构化算子的原理和应用模型,并比较了各类算子的实际提取效果。线特征提取方面,首先介绍了基本的边缘检测算子,包括微分算子、二阶差分算子和直线提取算子Hough,并对各类算子的实际提取结果做了比较分析;然后介绍了城市道路特征的特性,遥感提取难度和方法,包括基于结构信息、GIS信息、感知编组、统计信息、自适应模板、带状Snake的和其他新型的道路提取方法。
5.城市三维重建。三维GIS是目前研究和应用的热点,城市三维重建是三维GIS的主要数据生产方法。讲授了利用摄影测量技术和利用LiDAR技术的半自动城市三维重建方法,在此基础上介绍了城市三维GIS建设现状,以及基于三维城市模型的真正射影像生成技术。对各种方法的发展现状、趋势、技术流程做了详细说明。
6.城市土地利用和空间结构演化。首先介绍了遥感变化检测的一般方法和流程、遥感变化检测典型方法及性能分析、变化区域提取技术等。包括基于像素、基于特征的变化检测方法。并结合具体系统研发案例,介绍了典型方法的开发、组合和应用情况。在此基础上,介绍了土地利用动态监测和城市空间结构演化监测的基本流程、方法和案例。
7.城市热环境遥感。中国作为发展中国家,城市热环境的日益恶化在各个层面并没有得到普遍的重视。随着城市化水平不断提升,热环境影响因素日益复杂,城市热环境日益恶化,需要引起社会公众的重视,并研究采取有效的解决办法。着重介绍基于遥感影像的城市地表温度定量反演、城市热环境的空间分布及过程变化分析以及城市热环境的寻因分析。最终利用多因子与城市热环境之间的定量关系建立预测模型,并动态监测城市地表温度和格局的变化,为城市规划提供决策依据。
8.城市水环境遥感。水是生命之源,一方面城市生活离不开水,另一方面随着城市化进程的发展,人类造成了严重的水污染。因此,授课内容分为三个方面:水体的光谱特征、水资源遥感和水污染遥感。城市水资源遥感主要对湖泊环境监测,诸如湖水温度、盐度、水深、洋流、波浪等湖泊诸要素的测量,为湖泊研究及指导湖泊渔业生产提供了基础。水污染遥感主要介绍对湖泊富营养化、悬浮泥沙、石油污染、废水污染、热污染和固体漂浮物等污染情况进行遥感监测的方法和案例。
9.城市大气遥感。空气污染是影响人类健康的重要因素,在中国的城市地区空气污染相当严重。与常规大气污染的监测方法相比,卫星遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测等优势。气溶胶是大气污染的主要表现形式,授课内容包括利用地基气溶胶遥感数据和地面大气污染监测数据,研究分析气溶胶光学厚度在大气环境领域中的适用性。利用激光雷达数据和气象探空数据研究大气染污边界层高度。研究城市大气气溶胶的定量遥感反演技术。以北京为例,构建归并后的气溶胶光学厚度与大气污染监测数据之间的模型,对所构模型、所得到的结果进行评价分析,实现大气污染指标的空间分布及质量评价。
10.城市遥感发展展望。主要讲授城市遥感领域新的技术和方法,最新的发展趋势和前沿问题。包括高分辨率遥感传感器的发展方向、城市遥感技术新的应用领域、城市遥感技术未来发展方向等内容。
国内多所高等院校都已先后为高年级本科生开设了《城市遥感》专业选修课。但是对于该课程的体系与内容、教学方法等尚缺乏完整的论述。本文充分借鉴和参考国际同行认可的学科体系,针对本科教学的特点设计相应的教学内容。并就教学体系和内容开展了较为详细的介绍,可为相关专业城市遥感学科的教学工作提供一定的参考。
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大气遥感技术的应用范文6
一、遥感(RS)技术
1、遥感技术简介
“遥感”是根据“不同物体的电磁波不同”这个原理来探测地表物体反射或发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。遥感的工作过程是通过遥感平台远载的传感器来探测地物电磁波特性。遥感平台的作用就是稳定地运载传感器。常用的遥感平台为卫星、飞机和气球等,当在地面试验时,还会用到像三角架这样简单的遥感平台。传感器是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器。针对不同的应用和波段范围,人们已经研究出很多种传感器,探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后,要经过一系列复杂的处理,才能提供给不同的用户使用,用户用这些处理过的影像开展自己的工作。由于遥感在地表资源环境监测、农作物估产、灾害监测、全球变化研究等等许多方面具有显而易见的优势,正处速发展中。更理想的平台、更先进的传感器和图像处理技术正在不断地发展,以促进遥感在更广泛的领域里发挥更大的作用。我国在九五期间增加接收五颗卫星的观测数据,包括RADASAT、SPOT、EOSAT等,其中EOSAT能提供分辨率达一米的卫星影象数据,这大大促进遥感技术在我国的应用。在遥感图像处理软件方面,由ERDAS公司研究制的ERDASIMAGINF遥感图像处理软件,以其先进的图像处理技术,友好、灵活的用户界面和操作方式,面向广阔应用领域的产品模块,服务于不同层次用户的模型开展工具,以及高度的图象处理和地理信息系统(IP/GIS)集成功能,为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图象处理工具。我国已有不少研究机构或生产部门将该遥感图像处理软件系统应用于环境变化监测与规划、荒漠化监测等重大项目,取得了很好的社会效益和经济效益。
2、遥感技术的应用
遥感技术在资源详查、资源利用动态、灾害监测与评估等方面已得到较广泛应用。而在海洋资源开发与环境监测、生物量评估与可持续农业中的应用,在全球环境变化与区域持续发展能力建设方面的贡献,只是刚刚起步。遥感在城市环境污染调查与环境监测方面的应用举例如下:(1)大气污染监测。在大比例尺的遥感图像上,可以直接统计烟囱的数量、直径、分布以及机动车辆的数量、类型,找出其与燃煤、烧油量的关系,求出相关系数,并结合城市实测资料以及城市气象、风向频率、风速变化等因素,则能够估算城市大气状况。(2)水污染调查。由于溶解或悬浮与水中的污染成份浓度不同,使水体颜色、密度、透明度和温度产生差异,导致水体反射光能量的变化,而在遥感图像上,能反映为色调、灰谐、形态、纹理等特征的差别,根据这些影像显示,一般可以识别水体的污染源、污染范围、面积和浓度。(3)热污染。利用热红外遥感图像能够对城市的热岛效应进行有效的调查。我国在沿海城市地区(天津、北京、上海、广州以及一些河口三角洲如黄河、长江及珠江等三角洲地区)完成了遥感应用试验,还在攀枝花、沈阳、洛阳、西安、太原等城市进行了城市环境遥感,取得了良好的效果。例如198Q年在天津曾试用不同高度和多种时相的遥感信息,检验其对水、热、植物污染的监测范围和限度,证明通过热红外图像研究城市热力景观效应和热岛效应,可以综合反映城市工业布局、建筑密度和绿地水域的环境效应,作为评价城市环境质量的主要依据;同时,以韭菜和树木生态季相规律的异常,追踪水域和大气污染的扩散范围,指示污染程度,可以作为经常监测城市环境的生物标志。通过红外遥感,还获得了海河下游海水倒灌,沿岸污水渗漏的红外图像,查明了塘沽新港的污水回游和富营养化。通过航空像片,监测了主要街道的车流、车速和密度。在广州采用彩红外和天然彩色航空像片进行城市环境检测,应用结果表明:彩红外片对检测大气污染源、研究大气污染对植物生态影响均有良好效果,对水污染中出现富营养化也有明显反映。天然彩色片对研究水污染、检测污染源范围分布、确定污染等级效果良好。但上述像片难以检测水体的油污染。由于环境监测不仅着眼与物质的空间分布,还要追踪物质迁移和能量转换的动态规律,即由二维、三维研究延伸到多维分析,从而反是地球动力学所产生的时间与空间变化,达到解释运动现象,查明来龙去脉的目的,因此有待于对遥感信息的进一步开发和应用。