Page 38 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第二章 生态环境监测概述与分析

量的小污染源，如小工业炉、分散供热锅炉、千家万户的取暖炉、汽车等，所造成的污染，

小范围来说比较均匀，其污染物浓度分布有较强的规律，主要与污染源分布、人口密度、
地形地貌等条件密切相关。研究证实，污染源和人口集中的城区 SO 2 浓度最高，农村最低，
郊区居中。由大量的地区小污染所引起的污染空间，称中尺度污染空间，其直线范围达十

公里至数十公里。而大尺度污染空间指离污染源很远，受污染影响越来越小的地区，其直
线范围从十公里至数百公里。
由于大气污染物在空间上的分布也是不均匀的，所以在大气环境监测中，不仅考虑时

间选择，还要根据监测目的和污染物空间分布特征，设计监测网点，以获得最佳监测效果。
（二）大气环境遥感监测简介
大气环境遥感监测就是利用遥感传感器来监测大气结构、状态及变化，不需要直接接

触目标而进行区域性的跟踪测量，能够快速地进行污染源的定点定位、污染范围的核定，
判断污染物在大气中的分布、扩散情况，从而获得全面的综合信息。

大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一，在业务上不同于常规气
象要素的监测。常规气象要素遥感监测主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿
度剖面、降水量及频度、云覆盖率（云量和云层厚度）和长波辐射、风（风速和风向）、

地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的 O 3 、CO 2 、SO 2 、CH 4 等痕量气
体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别，

但由于水汽、O 3 、CO 2 、SO 2 、CH 4 等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱
特征，如影响水汽分布的主要光谱波长在 0.7μm，O 3 在 0.55 ～ 0.65μm 之间存在一个明
显的吸收带等，因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识

别出这些组分来。研究表明，在卫星遥感中，有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组
分，即位于可见光范围内的 0.40 ～ 0.75μm 的波段范围和在近红外和中红外的 0.85μm、
1.06μm、1.22μm、1.60μm、2.20μm 波段处。

大气遥感监测按所利用电磁波辐射源的不同可分为两大类：主动式遥感监测和被动式
遥感监测。主动式遥感监测是以向监测客体或对象发射持续的辐射为特征，一般以激光为
辐射源，观测激光束与对象的相互作用，对地面广大区域的污染状态进行监测，来推断监

测对象中的某些环境参数。该技术主要用于大气下层的观测，也适用于对平流层气溶胶、
臭氧的观测。被动式遥感监测则是观测环境介质中现成的天然辐射源与所研究的对象物的

相互作用，或者直接观测对象物质的热发散，推断有关的环境参数。被动式遥感技术比较
经济实用，因而应用较广泛。
根据遥感平台的不同，大气环境遥感监测又可分为空基遥感和地基遥感。空基遥感是

以卫星、宇宙飞机、飞机和高空气球等为遥感平台。星载或者机载微波雷达是目前大气环
境空基遥感监测的主要手段。雷达发射机利用天线在很短的时间内将一束很窄的大功率电

磁波脉冲发射出去，电磁波脉冲在接触到目标物后反射回来被同一天线接收显示，这种传
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