提到環境,人們首先就會想到用化學,生物和儀器等方法去監測環境中的有害物質的性質及含量,隨著科學的發展遙感技術已經成為環境監測的有效手段。人類通過大量的實踐,發現地球上每一個物體都在不停地吸收、發射和反射信息和能量,其中有一種人類已經認識到的形式一一電磁波,并且發現不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的反射和其發射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體.遙感監測就是用儀器對一段距離以外的目標物或現象進行觀測,是一種不直接接觸目標物或現象而能收集信息,對其進行識別、分析、判斷的更高自動化程度的監測手段.它最重要的作用是不需要采樣而直接可以進行區域性的跟蹤測量,快速進行污染源的定點定位,污染范圍的核定、大氣生態效應、污染物在水體、大氣中的分布、擴散等變化,從而獲得全面的綜合信息。
1遙感技術在我國的應用現狀
遙感技術在我國資源、林業、農業、水利等部門已有廣泛的應用,為國家社會經濟發展作出了巨大貢獻.同時也完成了大量的基礎研究工作,建立了中國典型地物的波譜數據庫和資源遙感調查技術規范.環境保護中的遙感技術作為一種環境監測技術應用在我國開展較晚,但經過廣大科研人員的奮發努力,在條件十分有限的情況下,在大氣環境、水環境、生態環境等眾多領域開展了多方面的研究探索工作,并取得了較大成果。
1.1遙感技術用于監測海洋石油污染
海洋是人類生命之源,它為人類生存提供了巨大財富,如生物資源和礦產資源。但人類在利用、開發海洋的同時,卻嚴重污染了海洋,使海洋生態惡化,環境質量下降。
在海洋的所有污染中,危害最大的當屬石油污染.我國有18000km的海洋岸線和14000km的島嶼岸線以及3×106km2的管轄海域,對于如此廣袤的海洋領域,用常規的海監船和海監飛機只能對重點海域進行污染監測,由于能力所限,難免發生遺漏。因而,科學家們嘗試使用氣象衛星,資源衛星等衛星資料和常規調查相結合的方法對海洋石油污染的監測進行了研究。對1990年渤海老鐵山水域石油污染的研究結果表明:通過對資源衛星數據處理,可以把油膜從海水背景中區分出來,并能計算出各區的面積和油量:通過對污染發生后各天的氣象衛星圖像的對比分析,可以確定油膜的漂移方向,計算出其擴散速度和擴散面積。從衛星數據計算結果來看,此次污染范圍為1839.4km2,依法應對事故責任者罰款3000萬美元,可當時由于證據不足,僅罰款300萬美元。由此可見,應用衛星遙感技術監測海洋石油污染是可行的,可以發揮其大范圍、實時、同步和連續監測的特點,以最少的投資,發揮最大的作用,為保護海洋環境提供依據,增強執法力度。
利用遙感手段對湖泊(海洋)生態的監測與研究,主要利用水體中的物質,特別是能進行光合作用的飄浮有機物質(如浮游植物)、無機顆粒物與入射光相互作用而產生水色變化進行工作。由于浮游植物中的葉綠素對藍光、紅光有較強的吸收作用,可用來推算水體中的葉綠素分布情況。此外,有機、無機顆粒物質可吸收入射光,影響水體的透明度等
1.2遙感技術用于監測森林火災和草場演化
火災是森林災害之首,嚴重危害著生態的平衡.我國平均每年發生森林火災15800多起,過火面積近90萬公頃,占全國森林總覆蓋面積的0.8%,給國家造成了巨大的損失。因而,防止森林火災、減少林火損失是保護森林資源的當務之急。
將衛星遙感、地理信息系統和全球定位系統等新技術相結合,可以根據氣候、可燃物積累和含水量、林木組成等預測火災可能發生的地區、時段和火災等級,以采取防范措施;在火災發生時,可監測其過程和發展趨勢,為及時消滅火災提供第一手資料;在災后,可以迅速查明損失,同時對生態環境的變化進行監測評價。例如,大興安嶺森林火災發生的時候,由于著火的樹木溫度比沒有著火的樹木溫度高,它們在電磁波的熱紅外波段會輻射出比沒有著火的樹木更多的能量,這樣,當消防指揮官面對著熊熊烈火擔心不已的時候,如果這時候正好有一個載著熱紅外波段傳感器的衛星經過大興安嶺上空,傳感器拍攝到大興安嶺周圍方圓上萬平方公里的影像,因為著火的森林在熱紅外波段比沒著火的森林輻射更多的電磁能量,在影像著火的森林就會顯示出比沒有著火的森林更亮的淺色調。當影像經過處理,交到消防指揮官手里時,指揮官一看,圖像上發亮的范圍這么大,而消防隊員只是集中在一個很小的地點上,說明火情逼人,必須馬上調遣更多的消防員到不同的地點參加滅火戰斗。
草場資源是牧業的基礎,也是影響生態平衡及自然環境質量的重要因素,應用衛星遙感建立的草場動態監測系統,可以監測草場資源變化和草畜平衡狀況,并對火災、雪災、草場退化和沙化等草場災害進行實時評估,從而指導合理開發、利用草場資源,維持生態平衡、保護自然環境。青海省衛星遙感中心建立的氣象衛星業務系統,已能夠向青海省、州、縣各級政府,定期提供牧草返青期、青草產量、牧草黃枯期的遙感監測信息,從而指導合理安排牧業生產。
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