遥感技术在大气环境监测中的应用综述
摘要:遥感技术是大气环境监测方面重要的技术手段,能够对大面积大气污染事故进行实时监测,为制定科学、快速、准确、合理的应急方案提供技术支撑。本文首先介绍了大气环境遥感监测技术的基本原理,然后综述了遥感技术在大气环境监测中的应用现状,最后指出了我国在大气环境监测方面的进展并进行了展望。关键词:遥感技术,环境监测,大气环境,应用
1引言
遥感技术是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术,是一种应用各种传感仪器对远距离目标反射或辐射的电磁波信息进行收集、处理,并最后成像,从而对目标进行探测和判定的一种综合技术。可在全球层面揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律。遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优势,还能发现有时用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态,它不但可以快速、实时、动态、省时省力地监测大范围的大气环境变化和大气环境污染,也可以实时、快速跟踪和监测突发性大气环境污染事件的发生、发展,以便及时制定处理措施,减少大气污染造成的损失。随着大气环境问题日趋严重以及遥感技术比传统的环境监测技术和监测台站具有无可比拟的优越性,遥感监测作为大气环境管理和大气污染控制的重要手段之一,在大气环境污染监测方面得到了迅速发展。
2大气环境遥感监测技术的基本原理
大气环境遥感是利用遥感传感器来监测大气结构、状态及变化,不需要直接接触目标而进行区域性的跟踪测量,能够快速地进行污染源的定点定位,从而获得全面的综合信息。大气环境遥感监测指监测大气中的臭氧(O)、CO、SO、甲烷CH4等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,通过选择合适的波段来测量大气的散射、吸收及辐射的光谱,然后,从其结果中推算出污染气体的成分。如影响水汽分布的主要光谱波长在07μm,O在055~065μm之间存在一个明显的吸收带等,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中,有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的040075μm的波段范围和在近红外和中红外的085μm、106μm、122μm、160μm、220μm波段处。
遥感技术按所利用电磁波辐射源的不同分为两大类:主r