城市污染的遥感监测研究.pptVIP

城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。污染物一般可分为化学性、物理性和生物性三大类。其中，现在遥感技术可以有效地监测城市中的大气污染、水污染、地面污染、 固体废物堆场污染和热污染，并且可以监测城市土地利用变化、城市交通、灾害预警等方面。 城市污染的遥感监测研究 城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。常规的人工调查方法由于周期长，耗资大，不能及时反映城市环境变化的趋势。而遥感（RS）技术由于具有快速、准确、大范围和实时地获取资源环境状况及其变化数据的优越性，成为城市环境监测的主要手段。 大气污染监测 大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气 烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。 常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样,在室内分析大气中污染物的含量,并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区,代表性和可靠性均差。 遥感综合技术在城市环境监测中的作用感技术的发展,为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、 污染源的位置、 污染物的扩散途径进行监测,结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析,可以测量它们的光谱特征,求出大气气体分子的密度,从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量,并可用此来对大气环境进行监测。 还可以利用测试植物光谱来进行大气环境监测。植物在受污染后,叶子内的叶绿素含量、细胞结构及水分含量都发生了相应的变化,对红外线的反射能力下降,反映在彩色红外像片上颜色发暗。而生长正常的植物叶片对红外线发射强,因此在彩色红外像片上色泽鲜艳、明亮。除植物的颜色以外,还可以通过植物的形态、纹理和动态标志加以综合判断。从而可以对大气环境的污染情况进行推断。 灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道，可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返) ,更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。 目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。此外，还可以监测大雾、霾等大气。下图片显示的是1997年印尼和印度洋沿岸的污染情况。 水污染的监测 水污染有两种情况:一种是工业废水污染,如油污染水面和垃圾污染水面;另一种是热污染。例如,发电厂排除来的冷却水流入湖河或近海岸的海面能改变水温,影响水中各种生物的生长,破坏了生态平衡。 遥感监测视野开阔,对大面积范围里发生的水体扩散过程容易通览全貌,观察出污染物的排放源、 扩散方向、 影响范围及与清洁水混合稀释的特点,从而查明污染物的来龙去脉,为科学地布设地面水样监测提供依据。 对水体的遥感监测是以水的反射光谱特征研究为基础的。城市的工业废水和生活污水都对城区的水体有污染作用,受污染的水体,在颜色上会发生变化,从而导致光谱发射特征的改变和水体反射波谱能量的变化,反应在遥感图像上就是灰度值的不同。为了监测水质,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。采用红外遥感技术也是水污染的探测有效的方法之一，因为水对红外辐射具有特殊的性质。 水体浑浊度分析是利用水体中悬浮颗粒会增大水体的反射率和水体的光谱衰减特征的不同,来判别水体浑浊度的大小。水被油污染后,油的污染物覆盖于水面上,能够减少水面的蒸发,结果产生了受污染的水面与没有受污染水面的热效应不同,而反映到影像色调上就会出现差别。另外,如果水中含有染料,氢氧化物、酸类等污染物,它们的光谱辐射特征又与水有所不同。我们也可以根据这一特点来分析水中的污染情况。 如果我们掌握了各种污染物的红外辐射光谱强度,那么我们就能够对水的污染状况进行识别。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较,使用小型电子计算机作及时的处理,就能探测出水源中的各种污染情况。下图为利用ERS雷达影像准确跟踪并监控地中海油污图。 地面污染的监测 应用遥感技术对地面污水的排放造成的污染,可应用航空遥感拍摄的像片清楚地圈定出其污染范围。例如,当灌溉的农田遭受污染后,作物的生长在色调上有特殊变化,能同其他一般的禾苗区分开来。此外地下水的污染也会引起地面植被的变化,与正常生长区的作物有不同的光谱表现。多光谱成像仪能监测这些变化,从而圈定地面污染分布范围,进一步对地面污染做出预防规划。 因此,应用遥感技术,不但能圈定地面污染的分布范围,而且还能够对地面污染进行规划性的预防。例如,遥感综合技术在煤炭的自燃隐火监测中的应用。煤炭的自燃隐火不但每年要烧掉十亿吨煤炭资源,还要造成大面积的污染。地矿有关部门应用航空红外扫描仪,煤炭总公司应用地面红外测温仪,按地表温度的细微差异圈定隐火区,区分出燃烧区和燃尽区,分析其蔓延方向及规律,为大规模整治煤炭隐火提供了新