環(huán)境科學(xué)3S技術(shù)作用論文
一、遙感(RS)技術(shù)
1、遙感技術(shù)簡(jiǎn)介
“遙感”是根據“不同物體的電磁波不同”這個(gè)原理來(lái)探測地表物體反射或發(fā)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。遙感的工作過(guò)程是通過(guò)遙感平臺遠載的傳感器來(lái)探測地物電磁波特性。遙感平臺的作用就是穩定地運載傳感器。常用的遙感平臺為衛星、飛機和氣球等，當在地面試驗時(shí)，還會(huì )用到像三角架這樣簡(jiǎn)單的遙感平臺。傳感器是安裝在遙感平臺上探測物體電磁波的儀器。針對不同的應用和波段范圍，人們已經(jīng)研究出很多種傳感器，探測和接收物體在可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)和微波范圍內的電磁輻射。傳感器會(huì )把這些電磁輻射按照一定的規律轉換為原始圖像。原始圖像被地面站接收后，要經(jīng)過(guò)一系列復雜的處理，才能提供給不同的用戶(hù)使用，用戶(hù)用這些處理過(guò)的影像開(kāi)展自己的工作。由于遙感在地表資源環(huán)境監測、農作物估產(chǎn)、災害監測、全球變化研究等等許多方面具有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢，正處于飛速發(fā)展中。更理想的平臺、更先進(jìn)的傳感器和圖像處理技術(shù)正在不斷地發(fā)展，以促進(jìn)遙感在更廣泛的領(lǐng)域里發(fā)揮更大的作用。我國在九五期間增加接收五顆衛星的'觀(guān)測數據，包括RADASAT、SPOT、EOSAT等，其中EOSAT能提供分辨率達一米的衛星影象數據，這大大促進(jìn)遙感技術(shù)在我國的應用。
在遙感圖像處理軟件方面，由ERDAS公司研究制的ERDASIMAGINF遙感圖像處理軟件，以其先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，友好、靈活的用戶(hù)界面和操作方式，面向廣闊應用領(lǐng)域的產(chǎn)品模塊，服務(wù)于不同層次用戶(hù)的模型開(kāi)展工具，以及高度的圖象處理和地理信息系統(IP/GIS)集成功能，為遙感及相關(guān)應用領(lǐng)域的用戶(hù)提供了內容豐富而功能強大的圖象處理工具。我國已有不少研究機構或生產(chǎn)部門(mén)將該遙感圖像處理軟件系統應用于環(huán)境變化監測與規劃、荒漠化監測等重大項目，取得了很好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
2、遙感技術(shù)的應用
遙感技術(shù)在資源詳查、資源利用動(dòng)態(tài)、災害監測與評估等方面已得到較廣泛應用。而在海洋資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境監測、生物量評估與可持續農業(yè)中的應用，在全球環(huán)境變化與區域持續發(fā)展能力建設方面的貢獻，只是剛剛起步。
遙感在城市環(huán)境污染調查與環(huán)境監測方面的應用舉例如下:
(1)大氣污染監測。在大比例尺的遙感圖像上，可以直接統計煙囪的數量、直徑、分布以及機動(dòng)車(chē)輛的數量、類(lèi)型，找出其與燃煤、燒油量的關(guān)系，求出相關(guān)系數，并結合城市實(shí)測資料以及城市氣象、風(fēng)向頻率、風(fēng)速變化等因素，則能夠估算城市大氣狀況。
(2)水污染調查。由于溶解或懸浮與水中的污染成份濃度不同，使水體顏色、密度、透明度和溫度產(chǎn)生差異，導致水體反射光能量的變化，而在遙感圖像上，能反映為色調、灰諧、形態(tài)、紋理等特征的差別，根據這些影像顯示，一般可以識別水體的污染源、污染范圍、面積和濃度。
(3)熱污染。利用熱紅外遙感圖像能夠對城市的熱島效應進(jìn)行有效的調查。
我國在沿海城市地區(天津、北京、上海、廣州以及一些河口三角洲如黃河、長(cháng)江及珠江等三角洲地區)完成了遙感應用試驗，還在攀枝花、沈陽(yáng)、洛陽(yáng)、西安、太原等城市進(jìn)行了城市環(huán)境遙感，取得了良好的效果。例如198Q年在天津曾試用不同高度和多種時(shí)相的遙感信息，檢驗其對水、熱、植物污染的監測范圍和限度，證明通過(guò)熱紅外圖像研究城市熱力景觀(guān)效應和熱島效應，可以綜合反映城市工業(yè)布局、建筑密度和綠地水域的環(huán)境效應，作為評價(jià)城市環(huán)境質(zhì)量的主要依據;同時(shí)，以韭菜和樹(shù)木生態(tài)季相規律的異常，追蹤水域和大氣污染的擴散范圍，指示污染程度，可以作為經(jīng)常監測城市環(huán)境的生物標志。通過(guò)紅外遙感，還獲得了海河下游海水倒灌，沿岸污水滲漏的紅外圖像，查明了塘沽新港的污水回游和富營(yíng)養化。通過(guò)航空像片，監測了主要街道的車(chē)流、車(chē)速和密度。在廣州采用彩紅外和天然彩色航空像片進(jìn)行城市環(huán)境檢測，應用結果表明:彩紅外片對檢測大氣污染源、研究大氣污染對植物生態(tài)影響均有良好效果，對水污染中出現富營(yíng)養化也有明顯反映。天然彩色片對研究水污染、檢測污染源范圍分布、確定污染等級效果良好。但上述像片難以檢測水體的油污染。由于環(huán)境監測不僅著(zhù)眼與物質(zhì)的空間分布，還要追蹤物質(zhì)遷移和能量轉換的動(dòng)態(tài)規律，即由二維、三維研究延伸到多維分析，從而反是地球動(dòng)力學(xué)所產(chǎn)生的時(shí)間與空間變化，達到解釋運動(dòng)現象，查明來(lái)龍去脈的目的，因此有待于對遙感信息的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應用。
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