可分为空基遥感和地基遥感

[ 5 ]

。

1. 1

大气气溶胶监测

气溶胶是指悬浮在大气中的各种液态或固态微

粒。气溶胶粒子的来源很复杂 ,地球表面的岩石和
土壤风化 ,海洋表面由于风浪的作用使海水泡沫飞
溅而形成的海盐粒子 ,植物花粉、

孢子 ,人类燃烧活

动和自然火灾 (包括火山爆发 ,森林及农田火灾) 以
及工厂排放的气体或发生化学反应而产生的液态或
固态粒子等 ,构成了来源广泛而又复杂的大气气溶
胶体系。气溶胶本身是污染物 ,同时又是许多有毒、
有害物质的携带者 ,它的分布在一定程度上反映了
大气污染的状况。在对气溶胶的遥感监测方面 ,高
分辨率的卫星遥感不但提供了监测大气气溶胶的可
能性 ,而且可以利用遥感图像分析大气气溶胶的分
布和含量 ,甚至可在遥感图像上直接确定污染物的
位置和范围 ,并根据他们的运动 ,发展规律进行预测
预报。

国际上对气溶胶卫星遥感的研究始于 20 世纪

70 年代中期 ,在利用气溶胶光学特性并根据其路径
散射光谱进行反演方面做了很多工作。目前 ,国外
对气溶胶进行反演的方法主要有 8 种 ,即单通道反
射率反演法、

多通道反射率反演法、

基于稠密或暗色

植被区的黑体反演法、

陆地上空对比度削减法、

热对

比法、

陆地 —海洋对比法、

反射率角度分布法及极化

方法

[ 5 ]

。20 世纪 80 年代中期 ,中国也开始了这方

面的研究。1986 年赵柏林等

[ 7 ]

利用 NOAA/

AV H RR 资料 ,对渤海上空大气气溶胶进行了尝试

性研究 ,结果表明 ,对气溶胶浓度计算所达到的精度
可以满足气候和环境研究的需要。

1. 2

有害气体监测

有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧

化硫、

氟化物、

光化学烟雾等对生物有机体有毒害的

气体。利用相关光谱技术可对大气中 NO 、NO

、

浓度进行监测。监测这 3 种污染物组分的实际

工作波长范围分别是 : NO 为 195～230 nm ,NO

为

420～450 nm ,SO

为 250～310 nm 。NO

、

CO 、

、

等污染物及其浓度也可用红外激光

2荧光遥

感器监测 ,其监测频率在可见光至紫外光区域 ,根据
荧光波长和强度可分别作定性和定量监测

[ 6 ]

。通常

采用间接解译标志实现对有害气体的监测。植被受
污染后对红外线的反射能力下降 ,其颜色、

纹理及动

态标志都不同于正常的植被 ,如在彩红外图象上颜
色发暗、

树木郁闭度下降、

植被个体物候异常等 ,利用

这些特点就可以间接分析污染情况

[ 4 ]

。冯富成、

高会

军

[ 8 ]

及盛业毕、

郭达志

[ 9 ]

用红外航片资料研究了环境

污染区与植被的响应关系 ,指出受污染杨树与正常健
康的杨树相比 ,光谱发射率在近红外波段 (0. 7 ～
1. 1μm) 有较大幅度的下降 , 而在红波段 ( 0. 6 ～

0. 7μm) 则有所增加 ,叶绿素指数也迅速减少 ,因此叶
绿素指数可成为反映大气污染的一个重要指标。

1. 3

灾害性大气污染监测

灾害性大气污染包括沙尘暴、

有毒气体泄露等。

沙尘暴是严重的生态问题 ,也是严重的大气污染问
题 ,属于大气气溶胶的极端状况。目前对沙尘暴的
遥感监测主要使用 NOAA/ AV HRR 和 GMS 数据。

NOAA/ AV H R 数据是目前沙尘暴研究和监测的主

要遥感信息源。NOAA/ AV HRR 数据不但可以监
测到沙尘暴反射辐射特性 ,而且可以在较大尺度上
监测到沙尘暴的时空分布

[ 10

13 ]

。GMS 的红外通道

数据有利于确定沙尘暴的位置 ,同时它所具有的高
时间分辨率 ,更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨
迹

[ 14

15 ]

。

1. 4

城市热岛监测

城市热岛是指城市气温高于郊区的现象 ,是一种

大气热污染现象。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。城市热岛遥感
早期主要是利用美国气象卫星 NOAA/ AV HRR 的热
红外波段。但是 ,NOAA/ AV HRR 数据的地面空间
分辨率较低 (1. 1 km) ,利用 NOAA/ AV HRR 数据只
能用来从宏观水平观测城市热岛现象和进行制图 ,
无法对城市内部微观的热环境进行有效的观测。

L andsat TM 数据的热红外波段 ( 10 . 4～ 12. 5μm)
具有较高的空间分辨率 (120 m) ,能够更好地用于城
市热岛研究。目前对城市热岛的监测主要有基于温
度的热岛监测方法和基于植被指数的热岛监测方
法。基于温度的热岛监测方法是最常用 ,也是最直
接的方法 ,根据处理温度手段的不同 ,又可分为基于
亮度温度的检测方法和基于地表温度的检测方法。
许军强等

[ 16 ]

借助不同时相的 TM/ ETM + 遥感影

像 ,通过计算其亮温变化 ,研究了长春市近 12 年热
岛效应的时空演化规律。武佳卫等

[ 17 ]

以 TM 和

E TM + 遥感数据来分析上海城市热岛扩展的时空

演变格局 ,通过相关分析和回归分析揭示出地表温
度与植被覆盖具有强烈的负相关关系 ,植被分布面
积的增加对城市热岛强度的降低具有非常积极的作
用。

遥感技术在水质监测中的应用

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。清洁水体对光有较强的吸
收性能 ,反射率比较低 ,较强的分子散射性仅存在于
光谱区较短的谱段上。这种现象使得清洁水体一般
遥感影像上表现为暗色调 , 在红外谱段上尤其明
显

[ 4 ]

。当前在水质监测中通常使用的遥感数据包括

陆地卫星的 MSS、TM 影像数据 , SPO T 卫星的

H RV 数据 ,其中 TM 影像是目前最常用的、

信息量

丰富的遥感影像。

2. 1

水体石油污染

石油污染是一种常见的水体污染。在遥感监测

中 ,有多种方法可实现对水体的石油污染监测。利
用石油与水体在光谱特性上差别 ,如油膜表面致密、
平滑 ,反射率较水体高 ,但发射率远低于水体等 ,可
在若干光谱段都将二者分开 ;也可根据油膜与海水
在微波波段的发射率差异 ,可利用微波辐射法测量

・

　　　　　　　　　　　　　　　　　贵州农业科学

2010 ,38

卷