遥感技术在大气环境监测中的应用进展

刘文超

摘 要：在对大气环境进行监测的过程当中，遥感检测技术拥有非常理想的速度、成本消耗也比较低、涉猎范围比较广、定位效果精准等特征，因此，具备非常理想的发展前景。该文中将就大气环境的遥感监测过程当中涉及到的原理以及应用价值进行探究分析，并尝试分析其未来发展，为日后遥感技术的发展提供坚实的理论基础，更好地对环境进行监测。

关键词：大气环境 检测手段 遥感技术 应用

中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0156-02

最近这些年以来，遥感技术的整体水平不断地提升，借助遥感技术来进行环境监测的应用范围也越来越大了，它具有非常理想的低成本、高速度、强烈即时性、广泛的应用范围、长期监测方便等优势，已经成为了在大气环境监测领域以及管理大气污染领域非常常用的措施之一。

1 在大气环境监测领域应用的遥感技术基本工作原理

所谓遥感监测，指的是使用某种固定的仪器，观测在一定距离之外的目标或者是某种现象，属于是不直接与目标或者是现象进行接触，但是却可以收集到目标的基本信息，并且实现识别和分析、判断等的手段，拥有非常高度的自动化水平。它主要的作用是能够展开区域性跟踪和测量，但是不需要进行采样，在短时间内对污染源进行准确的定点和定位，核定污染区域，明确在大气中污染物的分布和扩散，获得非常全面的综合性信息，结合利用波段，遥感技术能够分成紫外线遥感技术、红外线遥感技术、微波遥感等。

2 在对大气环境进行监测的过程中应用遥感技术概述

应用遥感技术的具体工作方式包括很多种不同类型，最常用的应用方式包括主动式和被动式两种，前者是通过遥感监测一起本身发送波束或者次波束，和被探测事物进行适当的相互作用之后形成回波，卫星检测回波；后者则是通过阳光的照射，物体吸收阳光并反射、折射，辅以物体本身所发出的红外光，借助检测仪器进行接收，实现测量大气成分的目的。

2.1 监测大气气溶胶

所谓大气气溶胶，其所指的是在大气当中所含有的不同的固态或者液态的、可见或者不可见的各种微粒以及其他物质，常规情况下，人们所说的烟雾都是属于气溶胶的范畴的。通常大气监测的过程当中想要发现大气气溶胶是不叫困难的，需要对其展开系统且全面的检测，但是在将遥感监测技术应用到大气监测的过程当中去之后，就可以借助较高分辨率的小卫星，针对气溶胶在空间上的具体分布以及运动变化趋势展开监测，很好地弥补了在地面检测工作当中存在的弊端。

2.2 监测沙尘暴

在我国沙尘暴是一种经常出现的自然灾害，对人们的日常生活以及环境产生非常严重的影响，还对大气产生污染，其主要特征是拥有极强的突发性以及强烈的危害，它也是大气气溶胶当中的一种。

根据我国的科学家在1993年于北京地区以及天津地区针对沙尘暴特征进行的遥感监测，可以发现在沙尘暴的天气出现的时候，可见光通道1以及可见光通道2当中的反射率都有明显地上升，这种强度越大，其反射率也就越大。根据当前已有的研究都说明，红外线通道的数据定位沙尘暴具体位置的效果非常准确，同时对一些尺度比较大的沙尘暴运动的轨迹进行检测的成果也比较准确。

2.3 监测臭氧层

对于地球上生活着的人类和其他的动物、植物来说，臭氧层所起到的保护作用非常重要，借助遥感监测技术，能够在大气遥感监测的过程当中了解到臭氧层实时的变化情况以及出现臭氧层空洞的具体位置。当前，地球南极上空的臭氧层空洞形势不容乐观，根据大气遥感技术可以了解到，这个空洞当前依然还在不断地扩大，对于地球上生活着的生物以及植物来说前景非常不容乐观。我国的科学家也已经使用激光雷达来对地球表面的对流层上层一定的高度范围内臭氧层分布展开了详细测量，其测量结果说明，使用激光测量的不同波段上，也能够获得在地球上空非常精准的臭氧层分布概况。

2.4 监测有害气体

无论是人类还是其他的植物和动物，只要在地球上生活就一定会不停地产生二氧化硫和二氧化氮等可能会影响到大气环境以及生物有机体正常运转的毒性气体，植物被二氧化硫和二氧化氮影响之后反射红外光的概率也会明显地下降，颜色上会和其他的正常植物出现一定的差异，因此，可以借助这种特征对植物污染的情况展开研究和分析。

使用卫星遥感监测植物会在不同像元当中有明显的呈现，人们能够将像元信息使用独特标准和土壤情况和植被情况等基本情况展开对比和分析，把不同像元信息进行适当的分类，和被污染的气体信息进行精准的叠加，能够获得污染物气体不断地浓度累加信息。

2.5 监测热岛效应

所谓城市的“热岛效应”，指的是在城市当中聚集数量巨大的人口，人类和动物的呼吸以及取暖，还有自身产生的热量等内容都会在一定的范围内部进行聚集，造成局部地区温度情况明显低高于周边的地区。所谓“城市热岛”，换言之就是大气环境出现的热污染，也是城镇地区进行城市化建设的必然发展倾向。对大气进行遥感监测的过程当中，可以使用热红外监测技术来对地物温度进行测定，结合热效应之间的差异，进行热源的有效探测。

借助大气遥感监测手段，对于热图像进行适当的等量分割，准确绘制该区域在正常状态下的等温线，假如在随后的监测当中发现在等温线上出现了明显的变化，那么就说明这片区域当中出现了可能会对温度变化产生影响的因素。此时，大气遥感监测就能够准确地分析出城市出现热岛效应的情况，并且能够借此总结这种效应所具备的时空分布特点以及具体的强度。

3 未来遥感监测技术在大气环境领域内的发展前景

如今的时代信息化水平越来越高，使用遥感监测手段对大气环境进行检测的技术也有了非常广阔的发展和进步，就此，对其可能有的发展趋势进行系统的阐述。

首先该技术的性能将会快速地提升，因为计算机、网络以及数据库等技术不断地发展和进步，监测大气环境的遥感监测手段在包括设备水平、获取数据的速度以及运算数据的精度等不同方面都有可靠的支撑，其性能的发展将会有更快地速度。

集成化的程度也会不断地提升，在不远的未来，监测大气环境的遥感技术可能会和其他的技术逐渐趋向融合，最终形成重要趋势，土地资源以及水文资源的遥感监测等比较常见的领域当中将会有更多的技术手段运用到监测大气环境的技术当中去。

主动遥感监测和被动遥感监测渐趋一体化，在20世纪当中，人们将这段时期成为是“被动式卫星遥感”的时代；到了21世纪，被动遥感技术已经和主动遥感技术实现了同步运行，二者之间存在的耦合程度也在不断地提升。最终无法避免地实现全球化。在未来的21世纪当中，各个国家之间可能会实现更加深入的技术性合作，大气环境监测也渐渐地会实现技术全球化的基本特征。

4 结语

总的来说，使用遥感技术不但可以对大气环境以及污染的变化趋势进行监测，同时还可以及时定位并跟踪突发性污染事件，保证相关部门能够及时地采用对应的措施来进行处理，进而实现减少大气污染的损失的目的。所以，应用遥感检测技术无论是在环境管理以及污染控制的工作当中都有非常重要的作用。就目前来看，除了大气环境监测的工作当中，水文环境以及生态环境等领域当中，对于遥感技术也有比较广泛的应用。

参考文献

[1] 刘红，张清海，林绍霞，等.遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展[J].贵州农业科学，2013（1）：187-191.

[2] 徐静茹.遥感技术在大气环境监测中的应用研究[J].资源节约与环保，2014（4）：97.

[3] 康凯.遥感技术在大气环境监测中的应用研究[J].华东科技：学术版，2015（8）：30.

[4] 杨一鹏，韩福丽，王桥，等.卫星遥感技术在环境保护中的应用：进展、问题及对策[J].地理与地理信息科学，2011（6）：84-89.

[5] 张艳君.遥感技术在大气环境监测中的应用[J].现代农业科技，2012（20）：282.