sci论文雷达遥感在环境保护工作中的应用

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　　[摘要]社会经济的快速发展，为科学技术的不断进步创造了良好的环境与条件，顺应实际需要的不断高涨，先进的现代化技术层出不穷，又为推动社会经济的和谐可持续发展提供了可靠的技术保障。在环境保护方面，雷达遥感技术以自身固有的优势受到了人们的欢迎。本文就其在环境保护工作中的具体应用进行了分析。

　　[关键词]雷达遥感,环境保护,工作应用

　　环境保护是遥感技术的重要应用领域。近年来，遥感技术在环境保护领域中得到了广泛的应用.积累了丰富的经验，对其应用理论的研究不断深化，其技术方法也日趋成熟，现在已逐渐形成相对独立的应用分支学科―环境遥感。实践证明，遥感是获取环境信息强有力的技术手段。在获取大范围、综合性、同步性信息方面是任何其他手段无法比拟和完成的。

　　1雷达遥感概述

　　雷达包括真实孔径雷达( RAR) 和合成孔径雷达(SAR) ，由于雷达天线越长，对地物的观测分辨率就越高，然而受天线长度的限制，RAR的地表分辨率往往很低，难以满足应用要求。SAR是利用遥感平台的移动，从一个小孔径的天线进行观测，通过信号分析技术，构建一个等效长天线，以代替大孔径的天线，提高方位分辨率的雷达设备，它解决了利用有限的天线长度来获取高分辨率图像的问题，其特点是分辨率高，能全天候工作。利用SAR可以有效地监测溢油、水华、土壤湿度、植被长势、生物量以及应急监测等水环境和生态环境质量状况。

　　微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的电磁波辐射，经判读处理来识别地物的技术。它不受光照、气候条件限制，可全天时、全天候工作，能穿透云层，对水体水华、溢油，植被覆盖区和松散盖层具有一定的穿透能力，并通过极化、相位、干涉等技术获得更多更精确信息。微波依据波长从小到大可分为Ka、K、Ku、X、C、S、L 和P 波段，波长越长，穿透能力愈强。微波遥感的工作方式分主动式微波遥感和被动式微波遥感。主动微波遥感的传感器主要是雷达，目前应用的多为侧视雷达，是由传感器向地物发射一定频率的微波波束( 脉冲) 再接收由地面物体反射或散射回来的回波，从而得到目标物的图像;被动式的微波遥感，是用微波辐射计被动地记录等效温度变化，接收地面物体自身辐射的微波，确定不同目标的发射率，以此来分辨地物的遥感技术。

　　2在水环境监测中的应用

　　2.1水体富营养化

　　当水体出现富营养化时，由于浮游植物中的叶绿素对近红外光具有明显的陡坡效应，因而水体兼有水体和植物的光谱特征，在图像上呈红褐色或紫红色。张穗等选取适合长江口特点的叶绿素浓度遥感解译方法，利用总磷、总氮与叶绿素的相关特征得出了适合河口特征的富营养化评价方法。

　　2.2泥沙污染

　　水体中泥沙含量增加会使水的反射率提高。随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量也逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移。由于水体在0.93Lm～1.13Lm附近对红外辐射吸收强烈，因而反射通量降低，受水分瑞利散射效应干扰，不适宜作为悬浮泥沙浓度的判定波段。定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段为0.65Lm～0.85Lm。

　　2.3雷达遥感在溢油监测中的应用

　　溢油[1]是常见的海洋污染之一，是破坏海洋环境和海洋生态平衡的主要污染源。雷达遥感利用海面的电磁波散射特性观测海洋现象，可以不受自然和人为等条件的限制，全天时、全天候、大范围地开展海面风、波、流、温、盐等海洋要素以及海面溢油等海洋环境灾害遥感监测与预警。利用合成孔径雷达图像监测海面溢油具有目标轮廓清晰、对比度好、分辨率高、纹理清晰等特点。因为水体和油膜对微波波段电磁波的吸收比红外区要小得多，对用雷达探测海面油膜非常有利。油膜的存在对海面起平滑作用，使海面粗糙度降低，这样受油膜覆盖的海面，对雷达脉冲波的后向散射系数明显比周围无油膜区小得多，因此在侧视雷达和合成孔径雷达图像上，油膜成暗色调。

　　3地表监测方面的具体应用

　　地表监测方面的应用主要有对地面污染的监测、对土地利用变化的监测及对城市绿地的调查：

　　3.1对地面污染的监测

　　在应用卫星遥感技术进行对地面污染的监测时，可对地面污染分布范围进行圈定，并作出规划性的地面污染预防措施。如煤炭自燃隐火监测中应用卫星遥感技术，相关部门单位结合地面红外测温仪及航空红外扫描仪，并基于细微的地表温度差异来实现隐火区圈定，并作出燃尽区与燃烧区的区分，同时对隐火的蔓延规律与具体方向做出分析，为及时采取预防措施提供可靠保障。

　　3.2对土地利用变化的监测

　　卫星遥感技术应用最为广泛的领域之一就是土地利用与土地覆被变化的研究领域，满足了城市土地利用与覆被变化研究的动态多时段遥感图像资料的需求。通过对不同时段的同一地区土地利用与土地覆被变化进行分类，进而获取该区域的土地利用变化信息，为实现对土地覆盖的动态监测提供可靠的信息依据。史培军等人通过应用卫星遥感技术监测所得的不同时段同一区域遥感影像，对土地利用变化的驱动力以及空间过程作了分析，为土地利用与土地覆被变化的研究方面做出贡献。

　　3.3对城市绿地的调查

　　通过卫星遥感技术的应用，可实时准确地得到城市绿化覆盖度信息及绿地分布情况，对绿地景观的布局、种类及具体组成等有一个宏观的了解。石雪冬等人通过RS技术与GIS技术的综合应用，探讨了城市绿地数据的提取方法，而刑诒等人则通过遥感监测实现了对城市景观生态变化的动态分析。

　　4在环境保护其他方面的应用

　　4.1对沙尘暴的监测

　　目前对沙尘暴的遥感监测主要是利用MODIS和NOAA/AVHRR数据。采用EOSTerra/MODIS数据[2]通过分析沙尘暴的波谱特征和MODIS传感器通道的特点，采取基于双通道阂值的叠加分析法对对内蒙古的沙尘暴进行了提取监测。

　　4.2雷达遥感在植被监测中的应用

　　雷达可有效识别植被类别并监测植被长势。雷达回波强度大小受植被类型、走向、密度、高度、粗糙度、含水量、土壤水分等影响。根据植被高矮，主要分为森林、农作物和草地三种。对森林，雷达波透过冠层可以探测到森林覆盖下的树木及其它植物情况。如L波段可以区分云杉和松树，X波段可以区分针叶林与阔叶林。对农作物，雷达可以识别并监测水稻、小麦、玉米等长势与面积，特别适合用于我国南方多云多雨地区。K波段雷达可监测草场。

　　5遥感技术在环境保护领域应用的展望

　　遥感技术应用实践表明，未来服务于环境监测的对地观测系统应是由航天、航空、地面观测台站网络等一系列子系统组成的，具有提供定位、定性、定量数据能力的综合性技术系统[3]。这个系统应当是一个全天候、全方位的综合系统，这样才有可能对地球物理场，生物、地理、化学过程进行比较全面的调查研究，全球定位系统为遥感对地观测信息提供了准实时或实时的定位系统和地面高程模型;遥感对地观测的海量波谱信息为目标识别及科学规律的探测提供了定性或定量数据;遥感、全球定位系统、地理信息系统的一体化将使地理信息系统具有获取准确、快速定位的现实遥感信息的能力，实现数据库的快速更新和在分析决策模型支持下，快速完成多维、多元复合分析。

　　综上所述，雷达遥感技术是一种具有定位、定性、定量以及全天候、全时域、全空间的数据能力的综合性技术系统，可为地学研究、资源开发、环境保护、区域经济协调和持续发展提供系统的科学数据和信息服务。

　　参考文献

　　[1]郭之怀.遥感技术在环境保护领域中的应用现状[J].环境科学，1993，04：28-33+93.

　　[2]杨香云.遥感技术在环境保护中的应用现状与展望[J].长江大学学报(社会科学版)，2009，04：384-385.

　　[3]邵颖慧.刍议环境监测在环境保护工作中的作用研究[J].环境科学与管理，2013，12：183-187.

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