遙感對未來的展望

遙感是從遠離地面的不同工作平台上，如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衞星、宇宙飛船和航天飛機等，通過傳感器對地球表面的電磁波輻射信息進行探測，然後經信息的傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環境進行探測與監測的綜合性技術。遙感技術從遠距離採用高空鳥瞰的形式進行探測，包括多點位、多譜段、多時段和多高度的遙感影像以及多次增強的遙感信息，能提供綜合系統性、瞬時或同步性的連續區域性同步信息，在環境科學領域的應用具有很大優越性。

20世紀90年代以來，環境遙感技術應用越來越廣。從陸地的土地覆被變化，城市擴展動態監測評價，土壤侵蝕與地面水污染負荷產生量估算，生物棲息地評價和保護，工程選址以及防護林保護規劃和建設。到水域的海洋和海岸帶生態環境變遷分析，海面懸浮泥沙、葉綠素含量、黃色物質、海上溢油、赤潮以及熱污染等的發現和監測，珊瑚和紅樹林的現狀調查與變化監測，堤壩的規劃與水沙平衡分析，水下地形地遙調查以及水域初級生產率的估算。再到大氣環境遙感中的城市熱島效應分析，大氣污染範圍識別與定量評價，大氣氣溶膠污染特徵參數化，全球水、氣和化學元素等的循環研究，全球環境變化以及重大自然災害的評估等，幾乎覆蓋了整個地球系統。

一、遙感技術在環境科學中的應用

1.遙感技術在水污染監測方面的應用

（1）利用紅外掃描儀監視石油污染

全球每年排入海洋的石油及其製品高達1000萬噸，利用多光譜航片可對海面石油污染進行半定量分析，將彩色航片同步拍照與近紅外片做的彩色密度分割圖相比較，更精密地判斷和解譯信息，參照圖片畫出不同油膜厚度的大致分級圖。通過彩色密度分割圖像，特別是數字密度分割圖，可以更準確地判斷油量的分佈情況。通過彩色密度分割可把相差零點零幾厚度的海面油膜區分出層次來，這有利於用航空遙感對海面油的擴散分佈和半定量研究。濃度大的地方是黃色，往外擴散的油膜變薄，呈黃紫混在一起的顏色，再往外擴散的油膜就更薄些呈紫色。通過對污染髮生後各天的氣象衞星圖像的對比分析，確定油膜的漂移方向，計算出其擴散速度和擴散面積。

（2）利用遙感技術監測水體富營養化

浮游植物中的葉綠素對藍紫光和紅橙光有較強的吸收作用，當水體出現富營養化時，我們就可以利用遙感技術推算出水體中的葉綠素分佈情況。赤潮區的海水光譜特徵是藻類、泥沙和海水的複合光譜，另外有機或無機顆粒物也會吸收入射光，影響水體的透明度。

（3）通過遙感技術調查廢水污染和泥沙污染

廢水的顏色與懸浮物性狀千差萬別，特徵曲線上的反射峯位置和強度也不大一樣，可以用多光譜合成圖像進行監測。水中懸浮泥沙的濃度和粒徑增大，水體反射量也會相應增加，反射峯隨之紅移，定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.65～0.85微米。

（4）應用紅外掃描儀監測水體熱污染

應用紅外掃描儀記錄水體的熱輻射能量，真實反映其温度差異。在熱紅外圖像上，熱水温度高，輻射能量多，呈淺色調。冷水和冰輻射能量少，呈深色調。熱排水口處通常呈白色羽流，利用光學技術和計算機對熱圖像作密度分割，根據少量的同步實測水温，畫出水體等温線。

（5）通過遙感技術分析水域的分佈變化和水體沼澤化

水體總體反射率較低，選擇1.55～1.75微米波段的多時域影像可以分析水域的分佈變化。沼澤化在時域圖像上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣有規律變化，顯示出不同程度的植被特徵。

2.遙感技術在大氣環境監測方面的應用

（1）臭氧層

臭氧層位於地球上空25～30千米的平流層中，對0.3米以下紫外區的電磁波有較大吸收，可用紫外波段來測定臭氧層的變化。臭氧層在2.74毫米處也有一個吸收帶，可用頻率為11O83兆赫茲的地面微波輻射計來測定臭氧在大氣中的垂直分佈。另外臭氧層會吸收太陽紫外線而升温，可使用紅外波段來探測，如用7.75～13.3微米熱紅外探測器測定臭氧層的温度變化，參照濃度與温度的相關關係，推算出臭氧濃度的水平分佈。

（2）大氣氣溶膠

利用遙感圖像可分析大氣氣溶膠的分佈和含量，工業煙霧、火災濃煙和大規模沙塵暴在遙感圖像上都有清晰的圖像，可以直接圈定其大致範圍。利用週期性氣象衞星圖可監測沙塵運動，估計其運動速度，及時預報沙塵暴。通過衞星資料可及早發現森林火災，把災害損失降到最低。大比例圖片可用來調查城市煙囱的數量和分佈，還可以通過煙囱陰影的長度來計算其大致高度。應用計算機對影像進行微密度分割，建立煙霧濃度與影像灰度值的相關關係，可測出煙霧濃度的等值線圖。

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