大气和环境对遥感的影响
大气和环境对遥感的影响
结论
1. 太阳辐射衰减的原因是什么？ 2. 在可见光和近红外波段，大气最主要的散
射作用是什么？
3. 无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？
4. 朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？
5. 微波为什么具有极强的穿透云层的作用？ 6. 为什么在选择遥感工作波段时，要考虑大
气层的散射和吸收作用？
五、环境对地物光谱特性的影响
1. 地物的物理性状 2. 光源的辐射强度：纬度与海拔高度 3. 季节：太阳高度不同 4. 探测时间：时间不同，反射率不同。
5. 气象条件
▪ Rayleigh scatter is one of the principal causes of haze in imagery. Visually haze diminishes the crispness or contrast of an image.
Relationship between path length of EM radiation and the level of atmospheric scatter
▪ This normally involves absorption of energy at a given wavelength.
▪ The most efficient absorbers of solar radiation in this regard are:
– Water Vapour – Carbon Dioxide – Ozone
大气和环境对遥感的影响
• 大气的成分和结构 • 大气对太阳辐射的影响 • 大气窗口 • 环境对地物光谱特性的影响
一、大气的成分
• 大气的传输特性：大气对电磁波的吸收、散射 和透射的特性。这种特性与波长和大气的成分 有关。
遥感技术在环境监测中的应用
遥感技术在环境监测中的应用遥感技术是一种通过获取、处理和分析地面、大气和水体等目标的信息的技术手段。
在环境监测领域，遥感技术的应用已经成为一种重要的手段，可以实现对环境变化的实时监测、数据的快速获取和分析，为环境保护和管理提供重要的支持。
本文将从遥感技术在环境监测中的应用方面进行探讨。
一、遥感技术在大气环境监测中的应用大气环境是人类生存和发展的重要环境之一，而大气污染对人类健康和生态环境造成了严重影响。
遥感技术可以通过卫星、飞机等平台获取大气污染物的分布和浓度信息，实现对大气环境的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测大气中的臭氧、二氧化硫、氮氧化物等污染物的浓度分布，及时发现和跟踪大气污染源，为环境保护部门提供科学依据。
二、遥感技术在水环境监测中的应用水资源是人类生存和发展的重要基础，而水环境的污染和变化对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
遥感技术可以通过获取水体的遥感影像数据，实现对水体质量、水生态系统和水资源的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测水体中的蓝藻、浮游植物等有害生物的分布情况，及时预警水环境问题，保护水资源的可持续利用。
三、遥感技术在土壤环境监测中的应用土壤是生态系统的重要组成部分，土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长和生态环境的稳定。
遥感技术可以通过获取土壤的遥感影像数据，实现对土壤类型、土壤湿度、土壤质地等信息的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测土壤的含水量、有机质含量等关键指标，帮助农业部门科学施肥、合理种植，提高土壤的肥力和生产力。
四、遥感技术在植被环境监测中的应用植被是地球生态系统的重要组成部分，植被的生长状态和覆盖情况对生态平衡和气候变化具有重要影响。
遥感技术可以通过获取植被的遥感影像数据，实现对植被覆盖度、植被生长状态、植被类型等信息的监测和评估。
例如，利用遥感技术可以监测森林覆盖率的变化、草原退化的情况等，为生态保护和恢复提供科学依据。
五、遥感技术在城市环境监测中的应用城市是人类活动的集中地，城市环境的质量直接关系到居民的生活质量和健康。
大气污染物的卫星遥感监测技术研究
大气污染物的卫星遥感监测技术研究大气污染是人类社会面临的严峻环境问题之一，它不仅直接影响空气质量，还对整个生态系统和人类健康产生深远的影响。
目前，由于我国经济持续增长，能源消耗也在加速增长，导致大气污染日益严重，特别是在城市中更为严重。
在这种情况下，必须及时掌握大气污染排放情况，采取有效的措施予以应对。
卫星遥感监测技术成为有效监测的手段之一。
一、卫星遥感监测技术基础卫星遥感监测技术是运用卫星的高分辨率遥感图像、辐射计和激光雷达等技术，实现对地球大气、地表和海洋空间的高分辨率、宽光谱的遥感监测技术。
遥感技术是借助地球资源卫星获取的遥感数据。
遥感数据与图像处理技术在环境监测领域已经被广泛应用，如用来监测天然资源和生态环境，对气候变化和环境变化进行分析等等，都非常有效。
二、大气污染物的卫星遥感监测技术研究现状大气污染物的卫星遥感监测技术已经成为目前环境监测的重要手段之一。
卫星遥感技术结合传感器自身的光谱和数据处理技术，分析空气质量，可以有效监测污染排放状况。
在卫星遥感技术的基础上，我国国家环境保护部还推出了大气环境监测中心，可以监测到全国20个省市空气质量，确保了短时间快速发现各省市污染排放源和空气质量异常情况。
三、大气污染物卫星遥感监测技术的优势大气污染物监测技术的优势主要在于以下几个方面：1、广泛传播范围: 卫星遥感技术可在线或离线实现广泛传播范围的环境数据共享与服务。
2、高精度: 遥感数据能够提供高分辨率、高灵敏度且全天候全地带的大气污染物探测数据，可根据时间和空间对大气污染进行动态感知。
3、便利性: 相比传统的监测方式，卫星遥感监测技术减少采样和人工验证等环节，节省了很多人力、物力和财力等成本。
四、卫星遥感监测技术发展前景卫星遥感监测技术已经成为大气污染监测手段中不可或缺的环节，将在未来带来更多的发展。
未来，卫星遥感监测技术将更加注重高分辨率、高效率和低成本的技术研究，以满足大气污染环境监测的高使用期望。
论无人机遥感技术在环境保护领域中的应用
论无人机遥感技术在环境保护领域中的应用随着现代科技的不断发展，无人机技术在各个领域得到了广泛的应用。
无人机遥感技术在环境保护领域中发挥着重要作用。
通过搭载各类传感器和设备，无人机可以对地面、水面和空气等环境进行高效、全面的监测和检测，为环境保护工作提供了新的手段和技术支持。
本文将就无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进行探讨。
一、监测大气环境污染无人机遥感技术可以通过搭载气象传感器和气体检测设备，对大气环境中的污染物进行实时监测和采样。
它可以飞越污染源周边地区，快速获取大气污染物的分布情况，包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等。
通过数据传输和处理，可以实现对大气环境质量的实时监控和预警，为环境保护部门提供重要的监测数据和科学依据，并及时制定相关的治理措施。
二、监测土壤和水质污染无人机遥感技术还可以通过搭载多光谱及红外传感器，对土壤和水体的污染情况进行高效监测。
对于土壤环境，无人机可以利用其高空航拍优势，对农田、园区、工业用地等进行高分辨率的影像获取和数据采集。
通过分析这些影像数据，可以准确识别土壤质量、植被覆盖、土地利用情况等指标，及时发现土壤污染点和植被病害，为土地资源的保护和管理提供重要的技术支持。
对于水质环境，无人机可以通过水下相机和水质传感器，实现对海域、湖泊、河流等水体的远程监测和勘测。
它可以实时观测水域情况，检测水质的PH值、浊度、溶解氧等指标，帮助环保部门及时了解水域污染状况，采取有效的保护措施。
三、监测生物多样性在生物多样性保护方面，无人机遥感技术也有着独特的应用价值。
通过搭载红外相机和热成像设备，无人机可以对野生动植物进行远程监测和调查，特别是在荒野和密林等环境中，无人机具有无与伦比的航拍优势，可以发现珍稀物种的踪迹、生存状态等信息，并及时发现野生动物的活动轨迹和生态习性，为保护罕见物种、保护自然生态环境提供了新的技术手段。
四、应急事件监测与救援无人机遥感技术还可以在环境保护中发挥重要作用。
大气对遥感卫星图像品质的影响分析
大气对遥感卫星图像品质的影响分析随着技术的不断进步，遥感技术在很多领域都得到了广泛应用，如地质勘探、环境监测等。
然而，遥感卫星图像的品质却受到了大气的影响。
本文将对大气对遥感卫星图像品质的影响进行分析。
首先，大气对遥感卫星图像的可见光和红外波段的透过率会有所降低，导致图像的质量受到影响。
空气中的水汽、沙尘、气溶胶等物质会对遥感卫星图像的品质造成干扰，使得图像的细节和清晰度下降。
此外，大气辐射也会引入误差，影响到遥感卫星图像的精度和准确性。
其次，大气的天气状况也会直接影响到遥感卫星图像的品质。
在雾、雨、雪等恶劣天气中，光线的散射、反射和折射等现象会增加，使得遥感卫星图像呈现模糊不清、亮度低、对比度差等问题，严重影响了遥感卫星图像的观测效果。
接下来，暴雪、雷暴等极端天气也会使得卫星图像的观测和传输过程中断，甚至数据完全失效，这也是大气因素造成的遥感卫星图像品质不良的原因之一。
最后，大气的不稳定性也是大气对遥感卫星图像品质的影响因素之一。
例如，在日出和黄昏时期，光线的折射角会不断变化，导致遥感卫星图像呈现出较大的光斑、色差等问题，因此需要通过降低观测时间、增加观测精度等方式来缓解该问题。
总之，大气对遥感卫星图像品质的影响是不可避免的。
为了提高遥感卫星图像品质的准确性和精度，需要采用一系列方法和技术手段来降低大气因素的影响。
其中，使用多光谱遥感技术、精确控制遥感卫星的观测角度、调节图像亮度和对比度等方法都是目前常用的手段。
在今后的研究和发展中，需要继续探索更加高效、精准的遥感图像处理技术，以逐步实现遥感卫星图像的高质量观测。
为了降低大气对遥感卫星图像品质的影响，需要通过多方面的措施来加以解决。
首先，在遥感卫星发射之前，需要对其进行精确的轨道设计和气象预测，以便在观测时段选择适当的时间和地点。
同时，还需对卫星和传输系统进行精密的校准和定位，确保获得最佳的图像质量。
其次，在图像处理阶段，需要使用多光谱遥感技术和其他先进技术，对图像进行复杂的处理和加工，如背景去除、染色增强、几何形状重建等。
大气和环境对遥感的影响
大气和环境对遥感的影响遥感是利用在空间上获取的电磁辐射信息来研究地球表层特征及其变化的一种科学方法。
然而，大气和环境的影响对遥感数据的获取和解释都有着重要的影响。
首先，大气层对遥感数据的影响主要体现在遥感辐射的传输过程中。
大气层对不同波长的电磁辐射有着不同的吸收和散射特性。
例如，在可见光和近红外波段中，大气层主要受到散射的影响，造成图像模糊和降低空间分辨率。
而在短波红外和热红外波段中，大气层的吸收作用较大，使得光谱信息减少，从而影响了定量遥感分析的精度。
其次，大气和环境对遥感数据的获取条件也有一定的限制。
大气中的云层和大气悬浮物会阻碍遥感传感器对地表的观测。
云层会遮挡地表目标，使得遥感数据无法获取到真实的地表信息。
大气悬浮物如烟尘、大气颗粒物等，会散射和吸收电磁辐射，减弱地表辐射的能量，导致观测到的遥感图像亮度降低，影响数据的质量和解释。
此外，大气光学厚度和光学属性也是遥感数据解释的重要因素之一、大气透明度不同会导致地表反射和辐射的量不同，进而影响遥感数据的定量化解释和应用。
光学属性的影响包括大气散射角、大气成像模糊、大气辐射校正等。
这些因素需要通过大气校正和大气模型的建立来消除或减小其对遥感数据解释的影响。
环境因素也会对遥感数据的解释和应用产生重要影响。
地表覆盖类型、地表粗糙度、地表特征等都会对遥感数据的反射和辐射特性造成影响。
例如，在植被覆盖较多的地区，植被的光学特性和结构会对远红外和近红外波段的数据有着较大的影响。
研究也表明，地表的粗糙度会导致遥感数据在微观尺度上产生混合像元，影响定量遥感分析的结果。
总之，大气和环境因素对遥感数据的获取、传输和解释都有着重要的影响。
科研人员在进行遥感数据处理时，需要考虑和消除这些影响，以提高数据的可靠性和准确性，从而更好地应用遥感技术进行地表特征和环境变化的研究。
遥感技术在环境监测中的应用
遥感技术在环境监测中的应用遥感技术是一种通过获取地面物体的电磁辐射信息，进行远距离观测和测量的技术手段。
它具有高效、快速、全面的特点，因此在环境监测领域得到了广泛应用。
本文将介绍遥感技术在环境监测中的应用，并探讨其优势和挑战。
遥感技术在大气环境监测中的应用大气污染监测遥感技术可以通过获取大气中的气体和颗粒物的光谱信息，实现对大气污染物的监测。
通过遥感技术，可以实时获取大范围内的大气污染情况，为环境保护部门提供决策依据。
气候变化研究遥感技术可以获取地球表面温度、降水量等气象要素的空间分布和变化趋势，为气候变化研究提供数据支持。
通过遥感技术，可以监测全球范围内的气候变化情况，为制定应对气候变化的政策提供科学依据。
遥感技术在水环境监测中的应用水质监测遥感技术可以通过获取水体的光谱信息，实现对水质的监测。
通过遥感技术，可以实时获取大范围内的水质情况，为水资源管理和保护提供数据支持。
水资源管理遥感技术可以获取地表水和地下水的分布和变化情况，为水资源管理提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测水资源的利用情况，为合理规划和管理水资源提供科学依据。
遥感技术在土壤环境监测中的应用土壤污染监测遥感技术可以通过获取土壤的光谱信息，实现对土壤污染物的监测。
通过遥感技术，可以快速获取大范围内的土壤污染情况，为土壤修复和保护提供数据支持。
土地利用监测遥感技术可以获取土地利用类型和变化情况，为土地规划和管理提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测土地利用的变化趋势，为合理规划和管理土地资源提供科学依据。
遥感技术在生态环境监测中的应用生态系统监测遥感技术可以获取生态系统的空间分布和变化情况，为生态环境保护和恢复提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测生态系统的健康状况，为制定生态保护政策提供科学依据。
物种分布监测遥感技术可以获取物种的分布和数量情况，为物种保护和生物多样性研究提供数据支持。
通过遥感技术，可以实时监测物种的分布范围和数量变化，为制定物种保护措施提供科学依据。
遥感技术在环境监测和生态保护中的应用
遥感技术在环境监测和生态保护中的应用遥感技术是指通过对地面、水面及大气中电磁波辐射能的接收、记录和处理，获取被观测物体物理、化学以及生物特征的技术。
因其具有数据全面、覆盖面广、时效性强、不受限于时间和空间等特点，早已成为现代环境监测和生态保护的重要手段。
一、环境监测中的遥感技术在环境监测中，遥感技术的应用主要包括以下几个方面：1.大气环境监测：遥感技术通过监测地表反射率、辐射温度、植被信息等参数，实现大气的温度、湿度、气体浓度、气泡粒子等环境参数的监测和预测，例如MODIS、Terra、Aqua等卫星已经成功应用于空气质量监测及气象预警等领域。
2.水环境监测：水环境的水质、水体温度、水生态系统健康状态等都是通过遥感技术来实现。
通过卫星遥感数据，可以获取湖泊、海洋、河流、港口等水域的海流、水深、水温、浮游植物和水体透明度等信息，从而判断水生态系统的健康状态。
3.土地环境监测：土地环境的资源利用、生态系统的状况、土地覆盖变化等都是通过遥感技术来实现。
遥感技术可以对土地覆盖进行定量化、时序化观测，进而掌握土地利用结构变化、生态环境状况变化、生物多样性的变化信息，以及对生态保护区、自然保护区的监测和管理等方面进行支持。
4.噪声环境监测：随着工业、交通、建筑等人类活动的增多，噪声污染成为一个重要的环境问题。
遥感技术可以实现对城市、工业区、交通枢纽等场所的噪声环境监测和分析，为噪声环境治理提供数据支持和决策参考。
二、生态保护中的遥感技术生态保护的核心是对生态环境、生物多样性、生态过程的管理。
遥感技术作为一种有效的空间感知技术，可以提供从区域到点的、跨尺度的生态环境信息。
因此，遥感技术在生态保护中具有以下的应用：1.森林监测：遥感技术可以对全球的森林进行监测，监测内容包括森林面积、森林结构、森林状况、森林生态系统健康状况等。
而它所提供的空间感知数据可以为基于模型、基于规则的森林资源管理、生态保护和森林防灾等提供重要的数据参考。
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遥感原理
三、大气对太阳辐射的影响
• 太阳辐射的衰减过程：30%被云层反射回；17%被
大气吸收；22%被大气散射；31%到达地面。（图2-3）
• 大气的透射率公式：透射率与路程、大气的吸收、
散射有关。
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遥感原理
二、大气的结构
•
大气的垂直分层：对流层、 平流层、中气层、热层和 大气外层。 对流层 ：航空遥感活动 区。遥感侧重研究电磁波 在该层内的传输特性。 平流层：较为微弱。 中气层：温度随高度增加 而递减。 热层：增温层。电离层。 卫星的运行空间。 大气外层：1000公里以外 的星际空间。
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Scattering
Atmospheric scattering is the unpredictable diffusion of radiation by particles in the atmosphere. Three types of scattering can be distinguished, depending on the relationship between the diameter of the scattering particle (a) and the wavelength (a of the radiation (λ). (λ
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遥感原理
四、大气窗口
1、大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收或 散射的投射率较高的电磁辐射波段。 • 大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。 • 常见的大气窗口：
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Atmospheric Windows
Some sensors, especially those on meteorological satellites, seek to directly measure absorption phenomena such as those associated with CO2 and other gaseous molecules. Note that the atmosphere is nearly opaque to EM radiation in the mid and far IR In the microwave region, by contrast, most of the EM radiation moves through unimpeded - so that radar at commonly used wavelengths will nearly all reach the Earth surface unimpeded - although specific wavelengths are scattered by raindrops.
– Water Vapour – Carbon Dioxide – Ozone
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Absorption of EM energy by the atmosphere
遥感原理
（二）大气的散射作用
散射作用：太阳辐射在长波过程中遇 到小微粒而使传播方向改变，并向各个 方向散开。改变了电磁波的传播方向； 干扰传感器的接收；降低了遥感数据的 质量、影像模糊，影响判读。 大气散射集中在太阳辐射能量最强的 可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减 的主要原因。
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遥感原理
Absorption
In contrast to scatter, atmospheric absorption results in the effective loss of energy to atmospheric constituents. This normally involves absorption of energy at a given wavelength. The most efficient absorbers of solar radiation in this regard are:
Scattering of EM energy by the atmosphere
遥感原理
Rayleigh Scatter
a<λ
Rayleigh scatter is common when radiation interacts with atmospheric molecules (gas molecules) and other tiny particles (aerosols) that are much smaller in diameter that the wavelength of the interacting radiation. The effect of Rayleigh scatter is inversely proportional to the fourth power of the wavelength. As a result, short wavelengths are more likely to be scattered than long wavelengths. Rayleigh scatter is one of the principal causes of haze in imagery. Visually haze diminishes the crispness or contrast of an image.
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遥感原理
结论
1. 太阳辐射衰减的原因是什么？ 2. 在可见光和近红外波段，大气最主要的散
射作用是什么？
3. 4.
无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？ 朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？
5. 微波为什么具有极强的穿透云层的作用？ 6. 为什么在选择遥感工作波段时，要考虑大
气层的散射和吸收作用？
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遥感原理
颜色
红
橙黄
黄
绿
青兰
紫
紫外线
波长
0.7
0.62 0.57 1.6 2.2
0.53 3.3
0.47 4.9
0.4 0.3 5.4 30.0
散射率 1
无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？ 朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？
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遥感原理
2. 米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多 时的大气散射。 云、雾的粒子大小与红外线的波长接近， 所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。 3. 无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大 得多时所发生的散射。符合无选择性散射条 件的波段中，任何波段的散射强度相同。 水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非 选择性散射。 云雾为什么通常呈现白色？
遥感原理
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遥感原理
（一）大气的吸收作用
A. 氧气：小于0.2 μm；0.155为峰值。高空遥
感很少使用紫外波段的原因。 B. 臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带； 对航空遥感影响不大。 C. 水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都 是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光 的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的 影响。 D. 二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。 可以忽略不计。
NonNon-selective scatter
a>λ
NonNon-selective scatter is more of a problem, and occurs when the diameter of the particles causing scatter are much larger than the wavelengths being sensed. Water droplets, that commonly have diameters of between 5 and 100µm, can cause such scatter, and can affect all visible and near - to - mid-IR wavelengths midequally. Consequently, this scattering is “non-selective” with “nonrespect to wavelength. In the visible wavelengths, equal quantities of blue green and red light are scattered.
遥感原理
大气和环境对遥感的影响
• • • • 大气的成分和结构 大气对太阳辐射的影响 大气窗口 环境对地物光谱特性的影响
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遥感原理
一、大气的成分
• 大气的传输特性：大气对电磁波的吸收、散射 和透射的特性。这种特性与波长和大气的成分 有关。 • 大气的成分：多种气体、固态和液态悬浮的微 粒混合组成的。 • 大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰 减的重要原因。
遥感原理
五、环境对地物光谱特性的影响 地物的物理性状 2. 光源的辐射强度：纬度与海拔高度 3. 季节：太阳高度不同 4. 探测时间：时间不同，反射率不同。
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气象条件
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Relationship between path length of EM radiation and the level of atmospheric scatter
Mie Scatter
a <=> λ
Mie scatter exists when the atmospheric particle diameter is essentially equal to the energy wavelengths being sensed. Water vapour and dust particles are major causes of Mie scatter. This type of scatter tends to influence longer wavelengths than Rayleigh scatter. Although Rayleigh scatter tends to dominate under most atmospheric conditions, Mie scatter is significant in slightly overcast ones.