遙感技術的應用
遙感是從遠離地面的不同工作平臺上,如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛星、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,然后經信息的傳輸、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。遙感技術從遠距離采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,大氣污染范圍識別與定量評價,大氣氣溶膠污染特征參數化,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制品高達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布情況。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,這有利于用航空遙感對海面油的擴散分布和半定量研究。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。通過對污染發生后各天的氣象衛星圖像的對比分析,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布情況。赤潮區的海水光譜特征是藻類、泥沙和海水的復合光譜,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,特征曲線上的反射峰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,反射峰隨之紅移,定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段是0.65~0.85微米。
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