Page 99 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第三节 在大气环境的应用研究

一、有害气体遥感监测

有害气体通常指人为或自然条件下产生的二氧化硫、氟化物、乙烯、烟雾等对生物有

机体有害的气体。遥感监测有害气体主要有 2 种方法，一类是根据有害气体污染区地物反
射率的发生变化、边界模糊的情况来对有害气体的污染情况进行估计，另一类是利用间接
解译标志 - 实际反演来推断某地区大气污染的程度和性质。

魏合理、胡欢陵利用地面可见光（430 ～ 450m）波段的太阳光谱和大气上界的参考
太阳光谱，反演出大气中 NO 2 的柱总含量，得到了该地区上空 NO 2 含量及其变化，其变

化与当地环境监测站用常规法测量的 NO₂ 浓度的变化基本一致。赵春雷等选取 2010 年的
资料制作了河北省 SO 2 的遥感图像，与地面监测情况基本符合，还通过光学厚度资料和地
面观测资料进行遥感效果检验，平均遥感监测精度达 86%，基本可以满足大范围大气环境

动态监测的需要。白文广开发了基于优化拟合的 CH 4 物理反演算法，用于实际反演，与官
方反演结果比较一致性较好；并首次在中国区域开展地基 FTIR 大气成分遥感监测研究，
用于卫星反演产品的地基验证。对中国区域 CH 4 时空分布特征进行监测，并给出分析结果，

为政府决策提供科学依据。
无论是直接观测污染物的反射光谱还是通过间接解译的方法，最终都是通过观测反射
率的变化来监测有害气体的存在，为监测大气中其他污染物提供了科学的借鉴。

二、气溶胶遥感监测

（一）多光谱手段气溶胶遥感探测
多光谱方法是最早的气溶胶遥感反演方法，它是标量探测方法。它探测机制是在成像
区域中搜索暗像素以获得多光谱（0.47 ～ 2.12μm）的大气辐射，然后反演气溶胶光学厚

度以及其他参数。它有极好的覆盖面，但缺点是在明亮的表面区域没有气溶胶监测能力，
由于多角度和偏振信息的缺乏，只能建立简单的气溶胶微物理模型，从而反演结果不精确。
（二）激光雷达手段气溶胶探测

GLAS 激光雷达系统是一种主动传感器，主要分为高度测量、后向散射、差分吸收、
多普勒测风等，专为 NASA 测量海冰而设计的。它由 10cm 的表面激光高度计和双波长背
向散射激光雷达组成，用于测量云和气溶胶，CATS 太空激光雷达于 2012 年由美国美国宇

航局提出，计划安装在国际空间站的多波长散射气溶胶和云测量激光雷达。

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