sci論文投稿核心通信期刊推薦《半導(dǎo)體技術(shù)》以嚴(yán)謹(jǐn)風(fēng)格,權(quán)威著述,在業(yè)內(nèi)深孚眾望,享譽(yù)中外,對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。"向讀者提供更好資訊,為客戶開(kāi)拓更大市場(chǎng),提供技術(shù)成果展示、轉(zhuǎn)化和技術(shù)交流的平臺(tái),達(dá)到了促進(jìn)我國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展的目的"是《半導(dǎo)體技術(shù)》的追求,本刊一如既往地堅(jiān)持客戶至上,服務(wù)第一,竭誠(chéng)向讀者提供多元化的信息。
[摘要]社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,為科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步創(chuàng)造了良好的環(huán)境與條件,順應(yīng)實(shí)際需要的不斷高漲,先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)層出不窮,又為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的技術(shù)保障。在環(huán)境保護(hù)方面,雷達(dá)遙感技術(shù)以自身固有的優(yōu)勢(shì)受到了人們的歡迎。本文就其在環(huán)境保護(hù)工作中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。
[關(guān)鍵詞]雷達(dá)遙感,環(huán)境保護(hù),工作應(yīng)用
環(huán)境保護(hù)是遙感技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。近年來(lái),遙感技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用.積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),對(duì)其應(yīng)用理論的研究不斷深化,其技術(shù)方法也日趨成熟,現(xiàn)在已逐漸形成相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用分支學(xué)科―環(huán)境遙感。實(shí)踐證明,遙感是獲取環(huán)境信息強(qiáng)有力的技術(shù)手段。在獲取大范圍、綜合性、同步性信息方面是任何其他手段無(wú)法比擬和完成的。
1雷達(dá)遙感概述
雷達(dá)包括真實(shí)孔徑雷達(dá)( RAR) 和合成孔徑雷達(dá)(SAR) ,由于雷達(dá)天線越長(zhǎng),對(duì)地物的觀測(cè)分辨率就越高,然而受天線長(zhǎng)度的限制,RAR的地表分辨率往往很低,難以滿足應(yīng)用要求。SAR是利用遙感平臺(tái)的移動(dòng),從一個(gè)小孔徑的天線進(jìn)行觀測(cè),通過(guò)信號(hào)分析技術(shù),構(gòu)建一個(gè)等效長(zhǎng)天線,以代替大孔徑的天線,提高方位分辨率的雷達(dá)設(shè)備,它解決了利用有限的天線長(zhǎng)度來(lái)獲取高分辨率圖像的問(wèn)題,其特點(diǎn)是分辨率高,能全天候工作。利用SAR可以有效地監(jiān)測(cè)溢油、水華、土壤濕度、植被長(zhǎng)勢(shì)、生物量以及應(yīng)急監(jiān)測(cè)等水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況。
微波遙感是指通過(guò)微波傳感器獲取從目標(biāo)地物發(fā)射或反射的電磁波輻射,經(jīng)判讀處理來(lái)識(shí)別地物的技術(shù)。它不受光照、氣候條件限制,可全天時(shí)、全天候工作,能穿透云層,對(duì)水體水華、溢油,植被覆蓋區(qū)和松散蓋層具有一定的穿透能力,并通過(guò)極化、相位、干涉等技術(shù)獲得更多更精確信息。微波依據(jù)波長(zhǎng)從小到大可分為Ka、K、Ku、X、C、S、L 和P 波段,波長(zhǎng)越長(zhǎng),穿透能力愈強(qiáng)。微波遙感的工作方式分主動(dòng)式微波遙感和被動(dòng)式微波遙感。主動(dòng)微波遙感的傳感器主要是雷達(dá),目前應(yīng)用的多為側(cè)視雷達(dá),是由傳感器向地物發(fā)射一定頻率的微波波束( 脈沖) 再接收由地面物體反射或散射回來(lái)的回波,從而得到目標(biāo)物的圖像;被動(dòng)式的微波遙感,是用微波輻射計(jì)被動(dòng)地記錄等效溫度變化,接收地面物體自身輻射的微波,確定不同目標(biāo)的發(fā)射率,以此來(lái)分辨地物的遙感技術(shù)。
2在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
2.1水體富營(yíng)養(yǎng)化
當(dāng)水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化時(shí),由于浮游植物中的葉綠素對(duì)近紅外光具有明顯的陡坡效應(yīng),因而水體兼有水體和植物的光譜特征,在圖像上呈紅褐色或紫紅色。張穗等選取適合長(zhǎng)江口特點(diǎn)的葉綠素濃度遙感解譯方法,利用總磷、總氮與葉綠素的相關(guān)特征得出了適合河口特征的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法。
2.2泥沙污染
水體中泥沙含量增加會(huì)使水的反射率提高。隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加,水體反射量也逐漸增加,反射峰亦隨之向長(zhǎng)波方向移動(dòng),即紅移。由于水體在0.93Lm~1.13Lm附近對(duì)紅外輻射吸收強(qiáng)烈,因而反射通量降低,受水分瑞利散射效應(yīng)干擾,不適宜作為懸浮泥沙濃度的判定波段。定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段為0.65Lm~0.85Lm。
2.3雷達(dá)遙感在溢油監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
溢油[1]是常見(jiàn)的海洋污染之一,是破壞海洋環(huán)境和海洋生態(tài)平衡的主要污染源。雷達(dá)遙感利用海面的電磁波散射特性觀測(cè)海洋現(xiàn)象,可以不受自然和人為等條件的限制,全天時(shí)、全天候、大范圍地開(kāi)展海面風(fēng)、波、流、溫、鹽等海洋要素以及海面溢油等海洋環(huán)境災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)與預(yù)警。利用合成孔徑雷達(dá)圖像監(jiān)測(cè)海面溢油具有目標(biāo)輪廓清晰、對(duì)比度好、分辨率高、紋理清晰等特點(diǎn)。因?yàn)樗w和油膜對(duì)微波波段電磁波的吸收比紅外區(qū)要小得多,對(duì)用雷達(dá)探測(cè)海面油膜非常有利。油膜的存在對(duì)海面起平滑作用,使海面粗糙度降低,這樣受油膜覆蓋的海面,對(duì)雷達(dá)脈沖波的后向散射系數(shù)明顯比周?chē)鸁o(wú)油膜區(qū)小得多,因此在側(cè)視雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)圖像上,油膜成暗色調(diào)。
3地表監(jiān)測(cè)方面的具體應(yīng)用
地表監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用主要有對(duì)地面污染的監(jiān)測(cè)、對(duì)土地利用變化的監(jiān)測(cè)及對(duì)城市綠地的調(diào)查:
3.1對(duì)地面污染的監(jiān)測(cè)
在應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行對(duì)地面污染的監(jiān)測(cè)時(shí),可對(duì)地面污染分布范圍進(jìn)行圈定,并作出規(guī)劃性的地面污染預(yù)防措施。如煤炭自燃隱火監(jiān)測(cè)中應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù),相關(guān)部門(mén)單位結(jié)合地面紅外測(cè)溫儀及航空紅外掃描儀,并基于細(xì)微的地表溫度差異來(lái)實(shí)現(xiàn)隱火區(qū)圈定,并作出燃盡區(qū)與燃燒區(qū)的區(qū)分,同時(shí)對(duì)隱火的蔓延規(guī)律與具體方向做出分析,為及時(shí)采取預(yù)防措施提供可靠保障。
3.2對(duì)土地利用變化的監(jiān)測(cè)
衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一就是土地利用與土地覆被變化的研究領(lǐng)域,滿足了城市土地利用與覆被變化研究的動(dòng)態(tài)多時(shí)段遙感圖像資料的需求。通過(guò)對(duì)不同時(shí)段的同一地區(qū)土地利用與土地覆被變化進(jìn)行分類(lèi),進(jìn)而獲取該區(qū)域的土地利用變化信息,為實(shí)現(xiàn)對(duì)土地覆蓋的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供可靠的信息依據(jù)。史培軍等人通過(guò)應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)所得的不同時(shí)段同一區(qū)域遙感影像,對(duì)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力以及空間過(guò)程作了分析,為土地利用與土地覆被變化的研究方面做出貢獻(xiàn)。
3.3對(duì)城市綠地的調(diào)查
通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用,可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地得到城市綠化覆蓋度信息及綠地分布情況,對(duì)綠地景觀的布局、種類(lèi)及具體組成等有一個(gè)宏觀的了解。石雪冬等人通過(guò)RS技術(shù)與GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用,探討了城市綠地?cái)?shù)據(jù)的提取方法,而刑詒等人則通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市景觀生態(tài)變化的動(dòng)態(tài)分析。
4在環(huán)境保護(hù)其他方面的應(yīng)用
4.1對(duì)沙塵暴的監(jiān)測(cè)
目前對(duì)沙塵暴的遙感監(jiān)測(cè)主要是利用MODIS和NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)。采用EOSTerra/MODIS數(shù)據(jù)[2]通過(guò)分析沙塵暴的波譜特征和MODIS傳感器通道的特點(diǎn),采取基于雙通道閡值的疊加分析法對(duì)對(duì)內(nèi)蒙古的沙塵暴進(jìn)行了提取監(jiān)測(cè)。
4.2雷達(dá)遙感在植被監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
雷達(dá)可有效識(shí)別植被類(lèi)別并監(jiān)測(cè)植被長(zhǎng)勢(shì)。雷達(dá)回波強(qiáng)度大小受植被類(lèi)型、走向、密度、高度、粗糙度、含水量、土壤水分等影響。根據(jù)植被高矮,主要分為森林、農(nóng)作物和草地三種。對(duì)森林,雷達(dá)波透過(guò)冠層可以探測(cè)到森林覆蓋下的樹(shù)木及其它植物情況。如L波段可以區(qū)分云杉和松樹(shù),X波段可以區(qū)分針葉林與闊葉林。對(duì)農(nóng)作物,雷達(dá)可以識(shí)別并監(jiān)測(cè)水稻、小麥、玉米等長(zhǎng)勢(shì)與面積,特別適合用于我國(guó)南方多云多雨地區(qū)。K波段雷達(dá)可監(jiān)測(cè)草場(chǎng)。
5遙感技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的展望
遙感技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐表明,未來(lái)服務(wù)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)應(yīng)是由航天、航空、地面觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)等一系列子系統(tǒng)組成的,具有提供定位、定性、定量數(shù)據(jù)能力的綜合性技術(shù)系統(tǒng)[3]。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)全天候、全方位的綜合系統(tǒng),這樣才有可能對(duì)地球物理場(chǎng),生物、地理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行比較全面的調(diào)查研究,全球定位系統(tǒng)為遙感對(duì)地觀測(cè)信息提供了準(zhǔn)實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)的定位系統(tǒng)和地面高程模型;遙感對(duì)地觀測(cè)的海量波譜信息為目標(biāo)識(shí)別及科學(xué)規(guī)律的探測(cè)提供了定性或定量數(shù)據(jù);遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的一體化將使地理信息系統(tǒng)具有獲取準(zhǔn)確、快速定位的現(xiàn)實(shí)遙感信息的能力,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速更新和在分析決策模型支持下,快速完成多維、多元復(fù)合分析。
綜上所述,雷達(dá)遙感技術(shù)是一種具有定位、定性、定量以及全天候、全時(shí)域、全空間的數(shù)據(jù)能力的綜合性技術(shù)系統(tǒng),可為地學(xué)研究、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展提供系統(tǒng)的科學(xué)數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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