环境遥感监测技术范文

关键词：现代环境监测；保护；遥感技术；运用

1遥感技术概述

遥感又被称之为RS，它是“3S”技术的重要组成部分之一，该技术归属于边缘科学的范畴，作为一项探测技术，RS具有先进性和实用性的特点，正因如此，使其在诸多领域中获得了越来越广泛的应用。航摄是RS技术的基础，其最早出现在20世纪60年代初期，在当时该技术被称为航空遥感，当首颗陆地卫星成功升天之后，航天遥感时代随之正式开启。自RS技术出现至今，其经历了50年的发展，如今，RS技术已经十分成熟，并在很多领域内得到了应用，如农林、水文、气象、环保、国防等，随着科技水平的不断进步，相信在未来RS技术将会进入一个高速的l展阶段，遥感图像的空间、时间以及光谱的分辨率都将会有极大程度的提升，若能与“3S”技术中其它2项技术的相互渗透，将会使RS的应用范围进一步扩大。

2RS技术在环境监测与保护中的应用优势

2.1监测范围大

RS技术是借助遥感器从空中以俯视的角度进行观测，由此使其能够对较大面积和范围的地区进行环境监测，同时航摄影像可以提供被检测区域内的环境立体图像，有效解决了地面监测中视野受限的问题。

2.2快速获取信息

因为遥感飞机可以在较短的时间内得到大量的实际图像和相关数据，从而进一步提高了环境监测的效率，正是因为这项技术优点，它被广泛应用于环境监测领域。

2.3适用性强

地球上存在许多人员进入比较困难的环境，如沼泽、沙漠、森林、冰川深处等地，要对这些地方进行环境监测是非常困难的，而遥感技术恰巧可以解决这项难题，能帮助人们轻松获得他们所必需却又很难监测到的环境信息，从而进一步扩大了监测范围。

3.RS技术在环境监测领域的应用

遥感技术在环境监测领域的应用涉及很多内容，可归纳为以下几类：水环境监测、大气环境监测、土地环境监测等。在上述内容中，RS技术具有很好的适用性和实用性，为监测工作提供详实可靠的数据支持。以下重点介绍了遥感技术在水环境、大气环境和土地环境三个方面的具体应用。

3.1水环境遥感监测

3.1.1浊度监测

太阳光照进水体，在一些浮游生物粒子、悬浮物微粒等的制约下，形成一定程度地吸收或者散射情况。水体是拥有自身光谱反射属性的，遥感技术就是通过监测水体在光谱影像中的不同来分析水体的污染程度。相关遥感技术研究指出，光谱衰减系统会伴随着水体悬浮物质数量的提升而扩大，且极易自波段0.50μm周围朝红色区域发展；入射光散射深度会伴随水体浑浊沙、悬浮沙粒径的扩大而变浅，同时水的反射率则不断提升，相对应的峰值不断自蓝光朝绿光、黄光方向发展变化。采用遥感技术对水体图像进行拍摄，对所得图像中波峰存在的具体区位展开观察分析，便可以明确地得知水体浑浊度的转变情况。

3.1.2海洋监测

地球上海洋的面积约占整个地球表面积的71%，剩下的29%为土地面积，海洋是地球环境的重要组成部分，为了防止海洋环境的污染和破坏，必须加大对其的监测力度。自美国成功发射第一颗卫星进入太空以来，正式拉开了海洋环境遥感监测的序幕。海洋中有着各种各样的资源，人们在资源开发利用的过程中，海洋水体污染日益加剧，造成环境质量急剧下降。遥感技术在海洋环境监测中的应用，主要是基于反射光谱特征，由于上面的空间没有任何障碍，和RS技术监测大景观，在大范围的海水扩散监测中，不仅可以监测污染物的污染范围，还可以测量污染物的排放原因。为海洋环境治理提供充足的依据。此外，海洋石油资源极为丰富，开采过程中必然会引起海水污染，而在遥感技术的帮助下，我们可以很好的研究和分析海水中石油的污染状况（确定污染地区、污染源、污染范围，可靠的估计在水污染地区的油含量）。因为水和油在光谱特性上有非常明显的差异，因此，可以在一定的油、水光谱区内分离，可以用微波辐射法监测海洋环境中的石油污染。

3.1.3城市污水监测

目前，中国的城市化进程迅速，人口激增，大量的工业和产业也随之迅猛发展，工业废水和生活污水的排放居高不下，对人们的生活和工作造成了极大的困扰，因此现代化污水处理技术的运用势在必行。因为污水中含有较高的有机物以及氮、磷等无机物，除此还含有病原微生物和较多的悬浮物及重金属等。通常这些污染物的浓度以COD、BOD5、TN、TP、NH3-N等指标来表示。污染物消耗大量的水中氧气，使得水体长期处于缺氧或者无氧状态，致使水体变黑并发出恶臭。通过在红外传感器中使用RS技术，可以有效地采集水中所含物质的红外辐射光谱，从而可以获知水体的污染程度和具体情况，配上现代化污水处理技术，可以准确有效的改善水体污染程度。

3.2大气环境的遥感监测

3.2.1有害气体监测

对于由自然或人为条件下产生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。

3.2.2臭氧层监测

相关研究结果显示：O3能够吸收低于0.3μm的紫外区电磁波，基于O3的这一特性，可利用紫外波段对臭氧层中O3的含量进行测定。当大气当中O3不断增加时，会造成温度升高，此时可选用红外波段对大气中的臭氧层进行监测。

3.3土地环境遥感监测技术的应用

目前全球不断出现环境变化问题，全球碳循环的量化与气候变化的生物反馈，要求采集的数据对大面积土地覆盖特点进行描述。此时，人们可以通过遥感技术，以人造卫星为基础，制作陆地覆盖图，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。土地利用与土地覆盖作为全球变化研究项目的重要组成部分，在遥感技术的应用下取得了骄人的成绩。

植被作为环境的主要组成成分，是解译土壤、水文等因素的重要标志，可以对区域生态环境进行反映。人们可以运用遥感图像对其进行临时分析，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，这样可以对森林火灾进行预防，对已发生的火灾进行准确定位和判断，并第一时间选用行之有效的处理措施，为灭火和救援工作提供极大的帮助。

4结论

当前，环保工作是我国一项重要的基本国策，利用遥感技术加强环境实时监控，增强了资源环境动态监测能力及成效。在未来环境监测工作中，应加大遥感技术推广应用力度，充分发挥遥感技术在保护生态环境、提高人类生存环境质量中的重要作用。

参考文献：

环境遥感监测技术范文

关键词：遥感；应用；发展趋势

中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）20-0034-02

应用推动了遥感的发展，应用领域的拓展、应用水平的提高、应用效果的改进效益的提高，也进一步推动了遥感科学与技术的不断发展。目前遥感的应用已从早期的环境遥感、资源遥感、军事遥感、海上遥感、矿山遥感、遥感制图等领域，拓展到了遥感考古、遥感岩石力学、生态遥感、遥感地球化学、公共卫生遥感等众多新的应用领域。今后遥感的应用还将在精度、效益、速度、可靠性等方面不断改进和提高，并推动产业发展和技术更新，进而推动方法研究和理论创新，以及学科发展。20世纪的卫星遥感应用比较侧重于自然、资源、无机环境和静态观测与识别，而21世纪卫星遥感的应用，必将更多的关注人文、生态环境以及动态监测与评估，通过遥感手段的优选、多平台的组合乃至多源信息的融合，最终会集成一条快速的生产流水线。

1遥感的应用

1.1遥感应用技术流程

具体来讲，整个过程可以分为问题分析与遥感信息源选择、遥感图像处理与分析、数据统计分析与模型建立、结果解释表达与应用四个阶段。遥感应用流程如图1所示。

1.2遥感的应用

1.2.1遥感在工程中的应用实例

传统的工程地质调绘（地质测绘）是依靠技术人员的野外作业来实现的，费时费力，效率不高，而且由于人的视野受到地形和植被的遮挡，许多地质问题不易观察搞清。遥感图像信息的丰富性，为工程地质人员提供了最直观调绘依据，可以大大加快工作的速度。目前发生在全国已建成的高等级公路上的灾害或问题大部分是不良地质现象造成的。因此，应用遥感技术解译调查各种不良地质现象，是提高勘察设计质量的必要环节，实践中很好的应用效果为这一论断提供了有力证据。

同时，遥感技术在工程区域地质条件评价、公路走廊带选择、路线方案比选、病害成因及其影响评价方面具有常规手段和传统方法所无法比拟的优势。

1.2.2遥感在农业中的应用

①农业病虫害的监测。作物被虫害后，它的外部形态和内部生理都将发生变化，不过，不论哪种变化都将造成遥感图像光谱值得变化，我们可以通过这一变化，将该植物的光谱反射曲线与光谱库中的标准光谱反射曲线进行比较分析，进而来监测农作物的健康情况。应用遥感技术监测植物病虫害，主要通过以下途径：应用遥感技术直接研究害虫及其寄主的活动行为；应用遥感手段监测病虫害寄生地；应用遥感手段监测病虫害对植物造成的影响，跟踪其演变情况分析灾情。

②监测植物生长状态。植物的生长发育一般都具有周期性特点，而这种周期性特点在植物体各个部分都很显著，同时也势必会造成单个植物或植物群物理光学特性的变化，也就是植物生长各阶段对电磁波反射和辐射的特性的不同。因为遥感具有周期性获取目标电磁波谱信息的特点，所以可以用它来监测植物的生长状况。作物的监测主要通过植被指数、地面温度、土壤水分、植物素营养氮等实现的。研究表明，应用NDVI和叶面积指数（LAI）的相关性，考虑地面监测与农学模型，可以实现监测作物的长势。

1.2.3遥感在资源环境中的应用

①遥感在资源中的应用。资源的原始状态、利用情况、变化趋势等都与一定的地表状态或地理过程密切联系，而这一状态与过程又具有明显不同的光谱或时态特征，在遥感影像中有不同的影像特征，我们可以通过这一不同来分析资源状况，这就是资源遥感的原理。遥感是资源探测和勘探的有力工具。应用遥感图像调查控矿构造，从而为地质物探提供靶区；森林资源遥感可以快速调查森林蓄积量，及时发现森林病虫害、森林火灾隐患等影响因素，加强森林资源管理水平；土地资源遥感动态监测可以调查土地利用动态变化，及时发现土地利用中存在的问题，通过对光谱特征的深层挖掘与地表参数反演，还可以发现土地损害和污染的信息，从而为更好的规划、整治和利用土地提供支持；水资源遥感可以快速调查水资源现状与发展趋势，从而为更好的规划水资源利用提供支持。

②遥感在环境中的应用。环境遥感是指利用遥感技术探测和研究环境污染的空间分布、时间尺度、性质、发展动态、影响和危害程度，以便采取环境保护措施或制定生态环境规划。其原理在于各种环境要素（包括大气、水、固体废弃物等）、环境污染物和环境过程都具有其特定的时间、空间和光谱特征，这些特征直接或间接的可在遥感影像上表达出来，从而应用遥感信息处理提取环境要素、监测环境污染、评价环境格局、分析环境趋势、预测环境发展、发现环境问题、辅助环境保护。环境污染按应用领域不同，可分为水环境遥感（水温、水深、水域变化、水体富营养化、石油污染、废水污染等）、大气环境遥感（大气温度和湿度、水汽、大气成分、云际风、大气降水监测、云遥感等）、生态环境遥感（土地利用、土地覆盖变化、植被、土壤侵蚀、荒漠化、城市交通、城市住房、城市人口遥感、城市环境监测等）、灾害遥感（水灾、干旱、台风、暴雨、强对流天气、雪灾、滑坡、泥石流、地震、火山爆发、台风、火灾以及农作物、果树病虫害遥感监测等）四大类。

1.2.4遥感在煤矿开采中的应用

遥感在煤矿区的应用主要在如下几个方面：矿区地面塌陷监测与变形分析；煤矿区土壤污染监测与分析；煤矿区环境监测；煤炭资源勘探；矿区地形和专题制图；矿区演变监测；矿区综合信息采集。

环境遥感监测技术范文篇3

关键词：矿山地质环境；地质遥感；GIS

中图分类号：TU984文献标识码：A

前言

“3S”技术是遥感技术（RemoteSensing，RS）、地理信息系统（GeographyInformationSystems，GIS）和全球定位系统（GlobalPositioningSystems，GPS）的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。遥感技术不断发展，同一区域所获取的光谱信息越来越丰富、空间分辨率越来越高、时相越来越多，可为矿山地质环境监测及研究工作提供越来越多的遥感数据。利用遥感技术对矿山地质环境问题进行监测己是必然的趋势。

国土资源部对全国矿山地质环境监测内容包括侵占、破坏土地及土地复垦监测、固体废弃物及其综合利用监测、采空区地面沉（塌）陷监测、山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流地质灾害监测、水土流失和土地沙化监测、矿区地表水体污染监测、土壤污染监测、地裂缝监测、废水废液排放监测、地下水监测等11项内容。本文选取矿山环境污染遥感监测、矿区地质灾害监测和地貌景观的破坏遥感监测两个方面，为矿区地质环境监测提供新技术手段，促进“3S”技术在矿山地质环境监测中的应用。

1矿山环境污染监测

1.1水体污染监测

水污染主要是由于矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水、选矿水及尾矿坝废水等直接排放到江河湖泊或者未达到工业废水排放标准，水体污染是环境评价的重要指标之一。对于水体污染的监测可对水体污染区制作遥感图像三维可视化图，从而直观的看出水污染的情况。

1.2大气污染监测

矿区大气污染重要是由于炼矿厂炼矿排放出来的有害气体引起。在遥感影像上表现为位于烟囱附近，且被污染区域下方地物朦胧，有雾笼罩感，TM、ETM光谱信息丰富，对大气污染识别较好。

2矿区地质灾害监测

2.1滑坡遥感监测

矿产资源开发能够引发滑坡地质灾害，主要表现为2种形式：一是开采过程直接造成山体滑坡；二是产生的排土场、煤矸石等固体废弃物，堆积到一定程度时，在内外营力共同作用下形成松散层滑（坡）塌。矿区滑坡遥感监测方法，需要借助地理信息系统技术并通过相关的遥感信息模型进行。首先，通过多源遥感数据获取上述影响滑坡发育的因子，并确定其对滑坡发育的重要程度；然后，根据滑坡或者斜坡所处部位含有的重要因子进行矿区滑坡稳定性评价。如利用地形判别法、人工神经网络方法等，其中地形判别法能够有效地避免对评价因子赋值的主观性。

2.2泥石流遥感监测

泥石流是一种严重的洪流作用下形成的地质灾害，其形成有3个基本条件：一是松散物发育；二是河谷纵坡坡降5%-30%；三十一定的水动力条件。决定因素是形成水动力条件的降雨临界值。泥石流发育的地段常是崩塌、滑坡发育的地段。遥感影像记录了大量的泥石流直接与间接信息。在SPOT影像上，采用213波段组合，图像进行线性增强后，泥石流沟显示灰白彩，沟口的扇状冲积锥显示较清晰；QuickBird影像上对较小型的泥石流都能很好的辨认。

3地貌景观的破坏监测

煤矿、铁矿及非金属矿露天开采，道路开挖，造成基岩、地表土壤剥离、植被破坏，导致地表类型从植被过渡到的矿石，从而增加了降雨和岩石的接触面积，造成了矿山环境的污染。产生的固体废弃物占压大量土地，尾矿在遥感影像上最容易识别，能较清晰地显示矿产开采产生的地质环境问题。利用不同时相、不同分辨率的遥感影像，采用图像融合和图像增强的方法，提取矿山植被破坏动态监测的变化信息，分析出不同时间段开矿对植被破坏情况，并可通过GIS空间分析功能定量计算出矿山破坏和占用的土地面积，并利用GPS野外核查和实地采点，进一步核查矿山破坏情况，从而为科学地进行矿山环境保护工作提供重要的支撑数据。

4结语

本文通过对矿山环境污染监测、矿区地质灾害监测和地貌景观的破坏监测三个方面的遥感工作方法概述，利用遥感和GPS技术开展遥感监测工作，通过监测数据变化的时空分析，设计GIS数据的更新模型。可监测程度与影像的分辨率、周围地物属性、解译者的专业知识等密切相关，可监测频率则与影像获取能力有密切关系。对大面积的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可选取多时相的中等分辨率的遥感影像（TM/ETM/OLI）进行动态监测；对小区域的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可结合中等分辨率（TM/ETM/OLI）和高分数据（SPOT）相结合的方法来进行遥感监测；对小规模的污染监测、地质灾害监测、地貌景观破坏监测等可采用更高分辨率的遥感影像（QuickBird＼IKONOS）和航片（无人机航片）进行监测。

随着资源三号卫星等高分辨率立体测绘卫星、环境与灾害监测预报小卫星星座和航空无人机遥感技术的逐步完善，光学和雷达遥感协同发展的格局已经初步形成，随着北斗卫星系统的逐步建立，大型数据库（如ArcObject/Oracle等）的开发技术逐步完善，矿山地质环境的监测对象和精度将会逐步提升。运用“3S”技术对矿山地质环境监测对构建高效、通用、可靠的监测体系，建立矿山地质环境监测及综合评价应用示范与相关的标准规范，全面推进以遥感、地理信息系统为核心的空间信息技术在矿山地质环境遥感监测中的综合应用，直接服务于矿区可持续发展，具有重要的现实意义。

参考文献

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[2]李明立，原振雷，朱嘉伟.矿山固体废物对环境的影响及综合利用探讨[J].矿产保护与利用，2005（4）：38-41.

[3]武强，刘伏昌，李铎.矿山环境研究理论与实践[M].北京：地质出版社，2010.