遙感監測

遙感廣泛用於氣象、土地、海洋、農業、地質、和軍事等領域。

遙感監測技術是通過航空或衞星等收集環境的電磁波信息對遠離的環境目標進行監測識別環境質量狀況的技術，它是一種先進的環境信息獲取技術，在獲取大面積同步和動態環境信息方面“快”而“全”，是其他檢測手段無法比擬和完成的。因此，得到日益廣泛的應用，如大氣、水質遙感監測，海洋油污染事故調查，城市熱環境及水域熱污染調查，城市綠地、景觀和環境背景調查，生態環境調查監測等。2012年11月19日我國在太原衞星發射中心又成功發射了環境一號C星，獲取了高質量合成孔徑雷達影像圖。隨着遙感地理信息系統及全球定位系統等空間技術的快速發展，環境監測已從地面發展到空間，發展到天地協同監測。 ^[1] 

日前從山西省測繪地理信息局獲悉,山西省突發地質災害遙感監測指揮系統項目日前通過專家驗收。今後，無人機低空遙感、衞星通信、地理信息服務等高新技術將被用於地質災害的預防治理工作中。

山西省山區、丘陵較多，地質環境脆弱，地質災害易發區面積大。據氣象部門預測,本世紀前期氣候變化趨於活躍期，極端氣候事件增多，強降雨過程引發的滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫災害將加劇。在這種自然條件下，地質災害將呈長期高發態勢。此外，人為工程活動引發的地質災害也呈不斷上升趨勢。為提高快速災情評估和應急能力，省測繪地理信息局決定利用無人機低空遙感、衞星通信、地理信息服務等高新技術，建立“突發地質災害遙感監測指揮系統”，為地質災害預防治理及災害應急監測提供快速、高效、精準的測繪保障服務。該項目首次將無人機遙感技術應用於全省的地質災害監測中，並完成了36個測區約2500平方公里的重點地質災害點1:2000比例尺遙感影像本底數據庫建設。具備了3小時內完成對突發地質災害點進行無人機航攝影像獲取、處理及成果輸出的能力，災情調查、損失評估更加快速，所提供的災情數據也更加客觀準確。 ^[2] 

為了研究的需要，一般選擇影像清晰、反差適中、時相好、各項指標均能符合要求、容易辨別地類地物的遙感影像數據。對於所獲取的遙感影像數據，需要進行預處理才能正式使用。常用的Landsat TM影像在地面接收站即進行過較粗的輻射校正和幾何校正，除高精度的定量應用外，TM影像一般只需要進行幾何校正即可，校正後，進行圖像增強處理、波段合成及圖像拼接、裁剪處理，以期進一步發掘遙感影像的潛在信息，突出和顯示目標物的所需專題特徵信息。根據不同土地利用類型的光譜反映特徵建立翻譯標誌，採用目視解譯法識別影像的特徵屬性，並結合野外調查資料對影像進行監督分類，得到遙感分類圖，比較各時相的遙感分類圖，完成檢測區的詳細製圖。 ^[3] 

國土資源部從2003年開始部署了重點礦山的遙感調查與監測工作的試點研究，2006年國土資源部中國地質調查局啓動了我國“礦產資源開發多目標遙感調查與監測”項目，主要根據國家需求和國土資源部管理工作的需要，選擇重點礦集區、成礦帶、規劃區，開展礦產資源開發利用狀況、礦山環境和礦產資源規劃執行情況等多目標遙感調查與監測工作，獲取客觀基礎數據，形成綜合分析與評價報告，為國土資源部制訂礦產資源規劃、保持礦產資源的可持續開發與利用、維護礦產秩序及綜合整治礦區環境等提供技術支撐及決策支持。

目前，全國礦業開發形式依然嚴峻，違法違規開採現象時有發生，礦區地質環境破壞情況本底摸不清，礦山遙感監測工作必將會在未來的礦政管理工作中發揮更大的作用。 ^[4] 

以科學發展觀為指導，以先進的遙感技術為調查手段，以國土資源部和中國地質調查局已經開展的工作為基礎，以提高我國重要礦產資源對經濟社會發展的保障能力、促進礦產資源開發和環境保護工作協調發展為目標，採取政府部門指導，以產學研相結合的工作方式，堅持一切以國家整體利益出發、實事求是的原則，堅持“統一組織、統一思路、統一標準、統一進度”的原則，堅持實行項目分級管理，充分發揮各方面積極性與優勢，採取遙感數據與多元數據相結合、計算機自動信息提取與人機交互翻譯相結合、室內綜合研究與實地調查相結合的技術路線，及時、準確、客觀地對重點成礦帶、礦集區和規劃區進行礦產資源開發利用狀況、礦山環境和礦產資源規劃執行情況實施遙感調查與動態監測，為國土資源部制訂礦產資源規劃，保持礦產資源的可持續開發與利用，維護礦產秩序以及綜合整治礦區環境提供技術支撐及決策依據。 ^[4] 

礦山遙感監測工作是在遙感技術飛躍發展並廣泛利用的前提下，在傳統礦山監測的基礎上逐步形成的。它與傳統礦山檢測的基本區別在於：

1.快速、及時性。礦山遙感監測工作能夠在較短時間內完成目標對象的調查，快速形成調查結果，為違法開採現象的遏制、礦山地質災害防洪工作及時提供技術支撐。 ^[4] 

2.客觀、真實性。礦山遙感監測工作以遙感影像上的真實反映為基礎，充分利用遙感技術的現勢性、廣域性、宏觀性特點，完成調查區的全面調查，避免了傳統礦山檢測工作中的人為疏漏，調查成果客觀、公正。 ^[4] 

3.經濟性。礦山遙感監測工作時以遙感地質學的基本理論與方法為指導，在工作中以多元多尺度遙感資料的系統解譯與分析研究為主，地質、礦質等多源數據為輔，通過室內影響的判釋即可獲取大量成果信息，大大節省了野外調查區工作量，經濟效益明顯。加強了礦山檢測工作的預見性和主動性，相較於傳統礦山監測來説，具有更強的宏觀性和時效性。按照其時效性要求，礦山遙感監測工作可分為常規礦山遙感監測和應急礦山遙感監測兩種。 ^[4] 

地表水或海水中存在的污染物會影響和改變水面的反向散射特性。傳感器監測時經水面反射到傳感器中的能量光譜信號變化的能力決定了測量水質參數的遙感應用。特定波長的能量可以表示水中污染物的存在和濃度。因此，用來監測不同水質參數的最佳波段，取決於被測物質和傳感器的特性。 ^[1] 

水中光是太陽輻射經過折射、散射進入水體的部分，水中光、水面反射光、天空散射共同被空中探測器所接收，探測結果是波長高度、入射角、觀測角的函數，其中前面部分包含有水的信息，因而可以通過高空遙感手段探測水中光和水面反射光，以獲得水色、水流、水面形態等信息，並由此推測有關浮游生物、渾濁水、油污、污水等的質量和數量以及水面風浪等有關信息。因此，通過遙感系統測量並分析由水體吸收和散射太陽輻射而形成的光譜（包括可見光與近紅外光）是水環境遙感監測的基礎。 ^[1] 

根據污染水的光普效應、水污染的遙感影像特徵以及國內外遙感監測研究現狀，我國水環境遙感監測指標體系，包括空間、物理、化學、生物、綜合5大類15項指標。目前，國內外對水環境的遙感應用主要是為具有光學機理基礎的一些水質參數的提取，包括葉綠素a、懸浮物、CDOM、DOC、水温、透明度、油污等，而其應用目標主要為大洋水體，因為大洋水體面積大，成分比較穩定，水體遙感圖像的大氣校正處理比對比較完善；對於其他無光學機理、需利用數學相關模型或者間斷手段提取的部分水質指標，其精度還遠遠達不到實際應用的需要，因此國外相關業務部門都沒有采用。 ^[1] 

根據我國國情，從衞星遙感的角度講，河流和中、小型湖泊受衞星遙感時間、空間分辨率的限制而無法進行有效的監測。基於目前我國能獲取遙感數據的時間、空間分辨率和信噪比，我國可進行業務遙感的水體為太湖和近海。 ^[1] 

氣象災害綜合監測體系按照災害檢測儀器設備所處位置可分為天基、空基和地基監測系統。 ^[5] 

災害監測儀器設備在中層大氣之外的為天基觀測，主要由極軌衞星、靜止衞星和相應的地面應用系統組成。天基監測系統以減災系列衞星為主要數據源，以國內外其他遙感衞星數據源為補充，搭建宏觀監測、常規監測、應急監測、精細監測4個層次構成的天基遙感系統，形成覆蓋中國乃至全世界氣象災害熱點區域的全天時、全天候衞星遙感監測能力。 ^[5] 

1.宏觀監測。它充分利用了中低分辨率的靜止衞星和極軌衞星，如氣象衞星、對地觀測衞星等，實現對氣象災害範圍的初步界定和災害影響的初步分析。 ^[5] 

2.常規監測。它充分利用了業務化的減災系列衞星數據資源並以其他衞星數據源為補充，實現氣象災害常規監測的業務化運行。 ^[5] 

3.應急監測。氣象災害發生時，實現對災區的高時間分辨率凝視能力，若減災系列衞星數據質量和獲取時間能滿足應急需求，則使用其完成應急監測與評估任務；反之，則挑選其他過境衞星數據進行快速分析，以滿足災害應急監測的需求。 ^[5] 

4.精細監測。對於災害監測評估有特殊要求的，除了使用減災系列衞星數據和國內外其他常規數據資源外，可藉助國際減災合作憲章或協調商業衞星數據供應商獲取有效的數據資源完成災害精細監測與評估。同時，應充分利用北斗、GPS、伽利略等衞星導航定位系統和衞星通信手段，為災害監測提供定位和通信保障。 ^[5] 

災害監測儀器設備在地球表面以上、中層大氣及以下的為空基觀察，主要由飛機監測、飛艇監測、氣球探測等系統組成。空基監測系統應作為天基和地基檢測系統的補充，側重於災害期間實現應急監測和重點區域監測。空間監測體系按運載平台劃分為4個部分：

（1）有人飛機；

（2）無人飛機；

（3）無人飛艇；

（4）氣球。 ^[5] 

災害監測儀設備在地球表面的為地基觀測，主要由固定站網系統、移動監測系統、人力監測系統等組成。

1.固定戰網系統。它除充分利用原有專業監測站網，如氣象監測網絡等外，應加強站點資源的綜合利用和數據的共享；同時，應針對綜合減災需求，逐步構造分佈合理、自動化程度高，數據傳輸交互標準化的氣象災害監測固定站網系統。 ^[5] 

2.移動監測系統。移動監測的平台包括船舶、車輛、浮標、牲畜等，重點進行海洋災害、森林火災等的監測。 ^[5] 

3.人力監測系統。災情的獲取、某些災害的監測在現階段必須依賴人員進行，因此，需要建立完善的人員職業評定體系和工作規範，並且研發專用的災害監測技術裝備並進行合理配置。 ^[5]