遙感技術在大氣環境監測中的應用進展

劉文超

摘 要：在對大氣環境進行監測的過程當中，遙感檢測技術擁有非常理想的速度、成本消耗也比較低、涉獵范圍比較廣、定位效果精準等特征，因此，具備非常理想的發展前景。該文中將就大氣環境的遙感監測過程當中涉及到的原理以及應用價值進行探究分析，并嘗試分析其未來發展，為日后遙感技術的發展提供堅實的理論基礎，更好地對環境進行監測。

關鍵詞：大氣環境 檢測手段 遙感技術 應用

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0156-02

最近這些年以來，遙感技術的整體水平不斷地提升，借助遙感技術來進行環境監測的應用范圍也越來越大了，它具有非常理想的低成本、高速度、強烈即時性、廣泛的應用范圍、長期監測方便等優勢，已經成為了在大氣環境監測領域以及管理大氣污染領域非常常用的措施之一。

1 在大氣環境監測領域應用的遙感技術基本工作原理

所謂遙感監測，指的是使用某種固定的儀器，觀測在一定距離之外的目標或者是某種現象，屬于是不直接與目標或者是現象進行接觸，但是卻可以收集到目標的基本信息，并且實現識別和分析、判斷等的手段，擁有非常高度的自動化水平。它主要的作用是能夠展開區域性跟蹤和測量，但是不需要進行采樣，在短時間內對污染源進行準確的定點和定位，核定污染區域，明確在大氣中污染物的分布和擴散，獲得非常全面的綜合性信息，結合利用波段，遙感技術能夠分成紫外線遙感技術、紅外線遙感技術、微波遙感等。

2 在對大氣環境進行監測的過程中應用遙感技術概述

應用遙感技術的具體工作方式包括很多種不同類型，最常用的應用方式包括主動式和被動式兩種，前者是通過遙感監測一起本身發送波束或者次波束，和被探測事物進行適當的相互作用之后形成回波，衛星檢測回波；后者則是通過陽光的照射，物體吸收陽光并反射、折射，輔以物體本身所發出的紅外光，借助檢測儀器進行接收，實現測量大氣成分的目的。

2.1 監測大氣氣溶膠

所謂大氣氣溶膠，其所指的是在大氣當中所含有的不同的固態或者液態的、可見或者不可見的各種微粒以及其他物質，常規情況下，人們所說的煙霧都是屬于氣溶膠的范疇的。通常大氣監測的過程當中想要發現大氣氣溶膠是不叫困難的，需要對其展開系統且全面的檢測，但是在將遙感監測技術應用到大氣監測的過程當中去之后，就可以借助較高分辨率的小衛星，針對氣溶膠在空間上的具體分布以及運動變化趨勢展開監測，很好地彌補了在地面檢測工作當中存在的弊端。

2.2 監測沙塵暴

在我國沙塵暴是一種經常出現的自然災害，對人們的日常生活以及環境產生非常嚴重的影響，還對大氣產生污染，其主要特征是擁有極強的突發性以及強烈的危害，它也是大氣氣溶膠當中的一種。

根據我國的科學家在1993年于北京地區以及天津地區針對沙塵暴特征進行的遙感監測，可以發現在沙塵暴的天氣出現的時候，可見光通道1以及可見光通道2當中的反射率都有明顯地上升，這種強度越大，其反射率也就越大。根據當前已有的研究都說明，紅外線通道的數據定位沙塵暴具體位置的效果非常準確，同時對一些尺度比較大的沙塵暴運動的軌跡進行檢測的成果也比較準確。

2.3 監測臭氧層

對于地球上生活著的人類和其他的動物、植物來說，臭氧層所起到的保護作用非常重要，借助遙感監測技術，能夠在大氣遙感監測的過程當中了解到臭氧層實時的變化情況以及出現臭氧層空洞的具體位置。當前，地球南極上空的臭氧層空洞形勢不容樂觀，根據大氣遙感技術可以了解到，這個空洞當前依然還在不斷地擴大，對于地球上生活著的生物以及植物來說前景非常不容樂觀。我國的科學家也已經使用激光雷達來對地球表面的對流層上層一定的高度范圍內臭氧層分布展開了詳細測量，其測量結果說明，使用激光測量的不同波段上，也能夠獲得在地球上空非常精準的臭氧層分布概況。

2.4 監測有害氣體

無論是人類還是其他的植物和動物，只要在地球上生活就一定會不停地產生二氧化硫和二氧化氮等可能會影響到大氣環境以及生物有機體正常運轉的毒性氣體，植物被二氧化硫和二氧化氮影響之后反射紅外光的概率也會明顯地下降，顏色上會和其他的正常植物出現一定的差異，因此，可以借助這種特征對植物污染的情況展開研究和分析。

使用衛星遙感監測植物會在不同像元當中有明顯的呈現，人們能夠將像元信息使用獨特標準和土壤情況和植被情況等基本情況展開對比和分析，把不同像元信息進行適當的分類，和被污染的氣體信息進行精準的疊加，能夠獲得污染物氣體不斷地濃度累加信息。

2.5 監測熱島效應

所謂城市的“熱島效應”，指的是在城市當中聚集數量巨大的人口，人類和動物的呼吸以及取暖，還有自身產生的熱量等內容都會在一定的范圍內部進行聚集，造成局部地區溫度情況明顯低高于周邊的地區。所謂“城市熱島”，換言之就是大氣環境出現的熱污染，也是城鎮地區進行城市化建設的必然發展傾向。對大氣進行遙感監測的過程當中，可以使用熱紅外監測技術來對地物溫度進行測定，結合熱效應之間的差異，進行熱源的有效探測。

借助大氣遙感監測手段，對于熱圖像進行適當的等量分割，準確繪制該區域在正常狀態下的等溫線，假如在隨后的監測當中發現在等溫線上出現了明顯的變化，那么就說明這片區域當中出現了可能會對溫度變化產生影響的因素。此時，大氣遙感監測就能夠準確地分析出城市出現熱島效應的情況，并且能夠借此總結這種效應所具備的時空分布特點以及具體的強度。

3 未來遙感監測技術在大氣環境領域內的發展前景

如今的時代信息化水平越來越高，使用遙感監測手段對大氣環境進行檢測的技術也有了非常廣闊的發展和進步，就此，對其可能有的發展趨勢進行系統的闡述。

首先該技術的性能將會快速地提升，因為計算機、網絡以及數據庫等技術不斷地發展和進步，監測大氣環境的遙感監測手段在包括設備水平、獲取數據的速度以及運算數據的精度等不同方面都有可靠的支撐，其性能的發展將會有更快地速度。

集成化的程度也會不斷地提升，在不遠的未來，監測大氣環境的遙感技術可能會和其他的技術逐漸趨向融合，最終形成重要趨勢，土地資源以及水文資源的遙感監測等比較常見的領域當中將會有更多的技術手段運用到監測大氣環境的技術當中去。

主動遙感監測和被動遙感監測漸趨一體化，在20世紀當中，人們將這段時期成為是“被動式衛星遙感”的時代；到了21世紀，被動遙感技術已經和主動遙感技術實現了同步運行，二者之間存在的耦合程度也在不斷地提升。最終無法避免地實現全球化。在未來的21世紀當中，各個國家之間可能會實現更加深入的技術性合作，大氣環境監測也漸漸地會實現技術全球化的基本特征。

4 結語

總的來說，使用遙感技術不但可以對大氣環境以及污染的變化趨勢進行監測，同時還可以及時定位并跟蹤突發性污染事件，保證相關部門能夠及時地采用對應的措施來進行處理，進而實現減少大氣污染的損失的目的。所以，應用遙感檢測技術無論是在環境管理以及污染控制的工作當中都有非常重要的作用。就目前來看，除了大氣環境監測的工作當中，水文環境以及生態環境等領域當中，對于遙感技術也有比較廣泛的應用。

參考文獻

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