翡霸 应用科学 １１ ｌ 遥感技术在大气环境监测中的应用 杨岚 （宝钢集团上海梅山有限公司新事业分公司，江苏南京２１００００） 摘着重阐述被动式空基遥感和主动式空基遥感在大气环境中的应用。 要简述大气环境遥感监测技术的基本原理， 关键词遥感技术；大气环境监测；应用 中图分类号ＴＰ 文献标识码Ａ 文章编号 １６７３－９６７１一￣０１０）１ １ １－０１ １ １－０１ 随着我国经济快速发展的同时，大气环境问题已日益严重，严重威 胁人们的健康，抑制经济的发展。对区域性的大气环境质量状况采用常 规的地面监测方法进行检测，很难得到准确的结果，且还需要投入大 量的人员、设备和资金。而遥感技术不仅具有速度快、成本低、监测范 围广等特点，其还能进行长期的动态监测，此外，遥感技术还能将有时 用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态发现出来。总之，遥感技 术不仅能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实 时、省时省力地监测，还可以对突发性大气环境污染事件的发生、发展 进行实时、快速跟踪和监测，从而就能及时采取相应的处理措施，使大 气污染造成的损失大大减少。因此，遥感监测技术在大气环境管理和大 气污染控制中发挥着重要的作用。 １大气环境遥感监测技术的基本原理 遥感监测就是对一段距离以外的目标物或现象通过仪器的运用来进 行观测，是一种不用直接接触目标物或现象就能将所要信息收集起来， 并对信息进行识别、分析、判断的高自动化的监测手段。遥感技术最突 出的功能就是不需要采样就可以直接进行区域性的跟踪测量，快速定点 定位污染源，核定污染范围、以及污染物在大气中的分布、扩散等，从 而获得比较全面的信息。遥感监测技术主要分为３种类型，它们分别为 紫外、可见光、反射红外遥感技术，热红外遥感技术和微波遥感技术。 ２大气环境遥感监测技术的应用 依据遥感技术的工作方式进行划分，主动式遥感监测和被动式遥感 监测是大气环境遥感监测技术的两种类型。其中，主动式遥感监测是指 通过遥感探测仪器所发出的波束、次波束，与大气物质相互作用后可产 生回波，通过对这种回波的检测，以实现对大气成分的探测。由于主动 式大气探测仪器需要进行波束的发射和回波的接收工作，因此，该检测 技术又被称为雷达工作方式；被动式遥感监测主要依靠对大气自身所发 射的红外光波或微波等辐射的接收，以实现对大气成分的探测。 ２．１大气环境的主动式空基遥感监测 星载或机载的微波雷达当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测 技术。主动式雷达是由发射机通过天线在很短的时间内，将一束很窄的 大功率电磁波脉冲向目标物发射，然后利用同一天线对目标地物反射 的回波信号进行接受后显示的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物 体的不同而不同，故在接受处理后，目标地物的方向、距离等数据可以 观测出来。当前，多数国家都进行了空间雷达探测计划的制定，例如， １９９３年美国ＮＡＳＡ首先利用机载的探测雷对大气中气溶胶的分布进行了监 测；１９９８年ＮＡＳＮ再次利用载有雷达的极轨卫星对大气中的气溶胶、水 汽、臭氧等成分进行了测量；１９９４年Ｂｏｕｒｄｏｎ．Ａ在希腊雅典利用机载差分 吸收雷达对雅典市上空的光化学雾进行了测量，获得了一些大气污染物 如Ｓｏ１、Ｎｏ１、Ｏ 和气溶胶等的空间分布数据。 ２．２大气环境的被动式空基遥感监测 太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度 计遥感是当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术。 太阳直接辐射遥感是利用日光在大气中的衰减和散射，对大气组分 进行测量，其是通过对可见光的测量，来对气溶胶的反演，利用紫外线 波段来对大气臭氧、二氧化碳等测量。 由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线， 且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同，微波辐射计就是通过 对这些不同的辐射频率信号的接受，来对大气组分进行反演。利用微波 辐射计可将大气臭氧和氯化物测量出来，其对大气臭氧的测量精度和地 基陶普生光谱仪测量精度差不多。 多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手段，大 气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气 系统的太阳辐射，在地面所接收到的太阳辐射，包含了大气中气溶胶 信息，通过接收到的辐射进行测量，就可将气溶胶的信息反演出来。目 前气溶胶遥感手段中最准确的方法就是利用多波段光度计遥感来测量气 溶胶光学厚度，多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果进行校 验，例如毛节泰等在利用多波段光度计在对气溶胶的测量方面进行一些 研究工作，如利用ＭＯＤＩＳ卫星资料对北京地区的气溶胶光学厚度进行了 测量，同时与利用地面光度计对北京地区的气溶胶光学厚度进行的测量 结果进行了比较，试验证明，两种方法的测量结果即精度相当，这也说 明了利用卫星遥感对气溶胶的监测，是一种地基遥感监测较好的替代方 法，因为它可以弥补地基遥感地面观测空间覆盖的不足，见图１。 图１卫星遥感的气溶胶光学厚度（５５０ｎｍ）分布 参考文献 ［１】＿乇雪梅，邓孺孺，何执谦．遥感技术在大气监测中的应用ｆＪ１＿中山大学学报（自然 科学版），２００１，６Ｎ０）：９５—９８． 【２］冯富成，高会军．大同矿区环境污染与植被生态的遥感调研…．中国煤田地 质，１９９８．１０：７３—７５． 【３］盛业华，郭达志．遥感信息在晋城矿区大气环境质量评价中的应用［Ｊ］．遥感信 息，１９９４。２：３７—３９． 【４］毛节泰，李成才，张军华等．ＭＯＤＩＳ３２星遥感北京地区气溶胶光学厚度及与地 面光度计遥感的对 Ｊ１．应用气象学报，２００２，１３：１２７—１３５． 作者简介 杨岚（１９８４一），女，学历：本科，单位：宝钢集团上海梅山有限公司 新事业分公司，籍贯：江苏省兴化市，研究方向：环境监测。
