遥感技术在环境监测中的应用

戴前伟

杨震中

(中南大学信息物理工程学院 ,湖南长沙 410083)

摘　要 :遥感技术在环境监测中具有范围广、

速度快、

成本低 ,且便于进行长期的动态监测等优点。介

绍了应用于环境监测的可见光 - 反射红外遥感技术、

热红外遥感技术以及微波遥感监测技术 ,并着重

阐述了遥感监测技术在水环境污染、

大气环境污染、

地面污染及土地利用发展监测中的应用。

关键词 :遥感技术 ;环境监测 ;水污染 ;大气污染 ;地面污染 ;土地利用发展
中图分类号 : P23 　文献标识码 :B 　文章编号 :1004 —5716 (2007) 04 —0209 —03

1 　概述

近几十年来我国经济高速发展 , 环境污染和生

态破坏问题日益严重 ,突出表现在森林生态功能衰
退 ,水生态系统失调 ,草地资源退化 ,荒漠化速度加
快 ,湿地湖泊萎缩 ,生物多样化锐减 ,土地“三化”( 沙
化、

退化、

盐渍化) 加剧 ,水土流失严重 ,植被覆盖率

下降 ,资源管理不严等方面。环境监测作为环境管
理和污染控制的主要手段之一 ,具有不可替代的作
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。

遥感技术是以电磁波与地球表面物质相互作用为

基础 ,探测、

分析和研究地球资源与环境 ,揭示地球表面

各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技
术。遥感平台常采用卫星或飞机 ,以多光谱扫描仪或航
摄仪作为传感器 ,由此而构成的遥感信息搜集系统具有
视域范围大、

光谱波段多、

周期性强等特点。在环境保

护应用中能迅速提供大量常规手段难以得到的任何区
域的环境信息 ,大大节省环境监测与调查费用 ,收集信
息客观 ,受人为因素的影响较小 ,可动态反映环境质量
的变化。

2 　环境遥感监测技术

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、

以及主要的大气污染气体的浓度分布 ;

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。

遥感可以根据探测能量的波长和探测方式、

应用目

的分为可见光 - 反射红外遥感、

热红外遥感、

微波遥感

三种基本形式。其中可见光 - 反射红外遥感和热红外
遥感统称为光学遥感。

(1) 可见光、

反射红外遥感技术 :记录的是地球表面

对太阳辐射能的反射辐射能 ,其关键变量包括大气纯洁
度、

地物波谱特性、

太阳辐射强度、

太阳高度角及其他变

量。用可见光和反射红外遥感器进行物体识别和分析
的原理是基于每一物体的光谱反射率不同来获得有关
目标物的信息。该类技术可以监测大气污染、

温室效

应、

水质污染、

固体废弃物污染、

热污染等 ,是比较成熟

的遥感技术 ,目前国际上的商业和非商业卫星遥感器多
属此类。该类遥感技术用于环境污染监测 ,目前主要是
要提高传感器多个谱段信息源的复合 ,发展图像处理技
术和信息提取方法 ,提高识别污染物的能力。重点发展
其在大气污染、

温室效应、

水质污染、

固体废弃物污染、

热污染等监测中的应用。

(2) 热红外遥感技术 :在热红外遥感中 ,所观测的电

2007 年第 4 期　　　　　　　　　　　　　　　西部探矿工程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　