利用遙感技術對環境進行監測，遙感技術具有其他技術手段無法媲美的優勢，可以獲取生態環境變化的基本地面面資料，能夠提供諸如沙漠化進程、土地鹽漬化和水土流失、生態 環境惡化（如酸雨對植被的污染）、工業廢水和生活污水對水體的污染、石油對海洋的污染等基本狀況和發展程度的數據和資料。如下圖是遙感在環境中的應用分類。

 圖：遙感在環境中的應用分類

1.大氣環境

大氣環境的遙感調查主要指通過遙感手段調查大氣污染源的分布、污染源周圍的擴散條件、污染物的擴散影響范圍等，并輔以少量地面同步監測數據，可以定量分析污染物濃度的 梯度變化值。

• 污染源監測

影像越來越清晰，可用于監測固定源污染源信息，如在衛星影像上能清楚地看到炭黑廠的黑煙塵；利用具有熱紅外波段、覆蓋范圍廣的氣象衛星數據可以監測全國的秸稈焚燒點。

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• 污染物定量監測

衛星傳感器不斷發展，科學家已經開始追蹤由森林大火、工業排放和城市排放產生的大氣污染情況。

• 痕量氣體成分監測

痕量氣體包括臭氧(O3 )、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、甲烷(CH4 )等，對全球大氣環境及生態引起重大的影響，例如光化學煙霧、酸雨、溫室效應、臭氧層破壞等無不與痕量氣體有關。遙感可以快速獲取大范圍內痕量氣體的定量信息。

• 氣溶膠監測

氣溶膠是指懸浮在大氣中的各種液態或固態微粒,通常所指的煙、霧、塵等都屬于氣溶膠。氣溶膠不僅影響全球變化,而且也是影響區域大氣環境質量的主要因素。已經證明，遙 感是一種監測從局地到全球氣溶膠分布的強有力的手段。

• 災害性大氣監測

災害性大氣污染主要是沙塵暴，衛星圖像擁有紅外通道，可以確定沙塵暴的位置,同時它所具有的高時間分辨率(如1小時重返) ,更有利于大尺度監測沙塵暴的運動軌跡。目前沙塵暴研究和監測的主要是利用遙感手段。此外，還可以監測大霧、霾等大氣。

 這張圖片顯示的是1997年印尼和印度洋沿岸的污染情況。白色代表的是大火產生的浮塵；綠色、黃色和紅色代表的是對流層的臭氧在不斷增加。

2. 水環境

水環境遙感監測的任務是通過對遙感影像的分析，獲得水體的分布、泥沙、有機質、化學污染等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對一個地區的水資源和水環境等做出評價，為環境、水利、交通、航運等部門提供決策支持。應用遙感技術，可以快速監測出水體污染源的類型、位置分布以及水體污染的分布范圍等。水體及其污染物的光譜特性是利用遙 感信息進行水環境監測和評價的依據。

• 水體富營養化監測

水體富營養化是指氮、磷等植物營養物質含量過多所引起的水質污染現象，這種現象在江河湖泊中稱為水華，在海中則叫做赤潮。水體富營養化遙感監測是通過分析水體反射、吸 收和散射太陽輻射能形成的光譜特征與富營養化水質參數濃度之間的關系 ,建立富營養化水質參數的定量遙感反演模型,并分析各水質參數之間的相關性 ,建立適當的富營養 化評價模型。利用衛星遙感進行大范圍湖泊、海洋富營養化空間分布及動態評價,具有監測范圍廣、速度快、成本低和便于長期動態監測的優勢,還能發現一些常規 *** 難以揭示 的污染物排放源、遷移擴散方向以及影響范圍等特征。

• 懸浮固體

水中懸浮固體(ss)含量是水質指標的重要參數之一。SS不僅可以作為水體污染物的示蹤劑，其含沙量的多少還直接影響水體的透明度、水色等光學性質。一般來說，對可見 光遙感而言，0．58～0．68um對不同泥沙濃度出現輻射峰值，即對水中泥沙反應最敏感，是遙感監測水中懸浮物質的更佳波段。在實際監測當中，選擇與懸浮物質濃度相 關性好的波段，結合實測懸浮物質的數據進行分析，從而建立特定波段輻射值與懸浮固體濃度之間的關系模型，然后進行反演得出懸浮固體的濃度。

• 油污染

遙感監測油污染不僅能夠發現污染源、確定污染的區域范圍和估算油的含量，而且通過連續監測，能夠得到溢油的擴散方向和速度，預測將會影響的區域。

• 熱污染

由于人類活動向水體排放的“廢熱”引起環境水體的增溫效應而產生的污染稱之為水體熱污染。水體熱污染可直接影響到水生生物的多樣性，導致局部生態系統的破壞，從而影響 人類的生產生活。遙感監測水體熱污染是一種有效的宏觀監測手段，目前主要的探測 *** 有熱紅外遙感和微波遙感。

 利用ERS雷達影像準確跟蹤并監控地中海油污

3. 生態環境

• 土地覆蓋監測

土地覆蓋是人地相互作用過程的最終體現，也是地球表層系統最明顯的景觀標志，土地覆蓋變化又會引發一系列環境的改變。遙感技術因其能提供動態、豐富和廉價的數據源已成 為獲取土地覆蓋信息最為行之有效的手段。

• 森林覆蓋監測

森林是陸地生態系統的主體，是人類賴以生存的基礎資源。傳統五年一次的一類調查和十年一次的二類調查存在更新周期長、歷經時間長、樣地易被特殊對待、數據可比性差等缺 陷，難以科學、準確評估森林資源和生態狀況變化。

遙感具有宏觀性、客觀性、周期性、便捷性等特點，已經在森林資源清查（一類調查）和規劃設計調查（二類調查）中大顯身手。

• 草地覆蓋監測

草地是僅次于森林資源的陸地植物資源。遙感技術在草地資源調查、分類和制圖中得到應用，大大地提高了草地資源調查與制圖的精度，促使草地分類由定性逐漸走向定量化，可 以完成草地退化監測與評估，節省了人力、物力和財力。

• 濕地資源監測

濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特的生態系統，是自然界最富生態多樣性的景觀和人類最重要的生存環境之一。

實時監測濕地種類及其數量，為濕地的保護提供之一手材料顯得尤為重要。遙感技術具有觀測范圍廣，信息量大，獲取信息快，更新周期短，節省人力物力和人為干擾因素少等諸 多優勢，已經成為濕地研究的有力手段。可以提取濕地邊界、進行濕地分類、濕地動態變化監測等。

• 生態環境質量評價

國家環保總局發布了《生態環境狀況評價技術規范》，其中規定生態環境質量指數計算公式，公式中包括：林地面積、草地面積、濕地面積、耕地面積、建筑用地面積、未利用土 地面積、湖泊面積、河流長度等參數。這些參數都有賴于遙感手段獲取。

 黃河河口三角洲濕地遙感通過對多年的監測，可以得到濕地面積變化及空間格局的變化

4. 城市環境

城市的飛速發展帶來了一系列環境問題。遙感以其快速、準確和實時地獲取資源環境狀況及其變化數據的優越性，成為城市環境監測的主要手段。

• 城市擴張監測

隨著我國城市化進程日益加快，城鎮用地規模迅速擴張。它不僅占用了大量的土地資源，而且也對城市周邊的生態環境產生巨大的影響。大量的研究表明，利用衛星遙感影像可以 獲取城鎮用地信息，從而揭示城市擴張的動態變化是監測城市擴張的有效 *** ，與統計數據分析 *** 相比更具實時性和可靠性。

• 城市熱島監測

快速城市化進程改變了地表下墊面的理化性質。原本是土壤、草地和水體等比熱大的自然表面被水泥、瀝青等比熱小的表面代替，這不僅改變了反射和吸收面的性質，還改變了近 地面層的熱交換和地面的粗糙度，使大氣的物理狀況受到影響。熱島效應容易產生酸雨，破壞城市及周邊地區的生態環境。

傳統實地觀測法的點位密度低，數據同步性和空間代表性差，要想細致地研究城市熱島的平面分布、內部結構特征尚有一定困難。遙感監測時相多、范圍廣、能長期連續觀測，不 受氣候影響，可以進行大面積地表溫度測定，且通過遙感手段獲取的觀測資料時間同步性好。隨著當前高分辨率衛星熱紅外遙感技術的發展完善，它在城市熱島研究中發揮著越來 越重要的作用。

• 城市綠地調查

城市綠地是城市中唯一有生命的基礎設施 ,在改善城市生態環境和人居環境起著積極的作用,也是城市生態系統中的重要組成部分。城市綠地含量逐漸成為衡量城市生活質量的一個重要指標。

隨著高分辨率遙感圖像在國內廣泛應用，給城市綠地信息提取提供了更為有效而便捷的手段。

• 固體廢棄物監測

地面垃圾亂堆放造成的環境污染在我國各大城市乃至鄉村隨處可見，“垃圾圍城”的現象已十分普遍。利用遙感技術對固體廢棄物進行監測管理，即根據有關的遙感圖像解譯標志 ，定期利用高光譜和高分辨率遙感圖像進行固體廢棄物堆積的監測。

固體廢棄物遙感監測的內容有：工業、生活垃圾的堆放狀況，堆放點的分布，堆放點的面積、數量等。

• 城市環境質量評價

城市環境質量評價一般采用綜合指數法,即計算環境質量值（或環境質量指數）。通過遙感手段可以獲取計算公式中的一些參數，如城市地形地貌、地質、土壤、植被等。

利用10個時相的 TM/SPOT遙感影像，獲取東莞市1988年到2006年間的城市擴張、土地利用變化等信息，評價城市生態環境變化過程

5. 環境災害

• 突發事件

近年來，重大環境污染和生態破壞事故不斷發生，如油船嚴重泄漏、大爆炸，大量有毒氣體泄漏，重大的水質污染等等。而在這些事故突然發生時，現有常規手段根本無法實現迅 速、準確、動態的監測與預報，以致環保和有關部門難于快速、恰當地作出決策。需要利用遙感技術及時發現環境事故，對事故的發生和發展進行監測與跟蹤評估，制定緊急對策 和措施。

• 自然災害

沙塵暴、旱澇、地震、海嘯、滑坡、泥石流等自然災害除了會造成直接的財產損失外，還會對環境造成短期或者長期的影響。

基于高時間分辨率的遙感影像可以快速監測短期的環境變化，基于多時間段的遙感影像可以監測長期、緩慢的環境變化。

 墨西哥灣溢油遙感監測，通過實時監測原油流向及擴散面積，評估影響生態環境的范圍及程度。

6. 重大項目/工程遙感監測

許多重大開發項目、重大工程不僅工程時間長，而且波及面廣，工程建設的后續影響難以預料，所以需對工程效果進行長期跟蹤監測，如三峽工程、南水北調工程、青藏鐵路工程 、上海浦東開發區等引起的環境問題及工程建成后的環境狀況令世人注目。

利用遙感技術進行動態、連續、準確的監視與評價輔助重大工程的規劃、開展和決策，如2008年的北京奧運會完美落幕，遙感技術作出重要的貢獻。

• 申奧之前，遙感技術測定北京的氣象和環境數據，保障奧運會召開的時間；
• 籌辦階段，遙感技術幫助北京進行地形規劃，監控場館建設進度及質量，制定完整的安全保衛電子信息系統；
• 奧運會舉行期間，遙感技術時刻為奧運場館的安保、交通提供便利。在奧運召開前期，中科院面向北京奧運大氣環境保障需求，由中科院主持的 “北京及周邊地區奧運大氣環境監測和預警聯合行動計劃”項目，為北京市 *** 的大氣環境保障決策提供了有力的支撐。
• 此外在奧運會期間，中科院遙感所提供了青島滸苔分布衛星遙感監測圖、分析報告和奧帆賽區滸苔面積及周邊海域滸苔分布、重量估算；確定滸苔災害發源地點和時間；提供了奧帆賽區滸苔面積、密集度航空遙感高精度定量監測結果。為決策部門提供準確的數據支持和決策依據。

來源：開源地理空間基金會中文分會

來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/508gg

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