葫芦岛地区水体污染的卫星遥感监测示范研究

以葫芦岛地区为示范区域,采用卫星、地面、水体同步与准同步监测的方法,对示范区域水库水质和污染河段在研究主要污染物污染程度与波谱特性间的定量、半定量关系基础上,探索了水体污染卫星遥感监测中的关键技术,进而结合应用需求,建立宏观、快速的水体污染卫星遥感监测示范系统。对总体设计方案和技术指标、主要研究内容和方法、同步或准同步监测与分析做了简要阐述。     

卫星数据在本溪地区矿山遥感调查中的应用

选择了不同矿山、矿种,以卫星遥感资料为主要信息源,对矿产资源开发状况及其引发的矿山环境问题进行了遥感调查与监测试验,为矿产资源的合理开发、有效管理和科学规划,为矿山环境保护和综合治理提供了基础资料与决策依据。     

赤潮卫星遥感监测系统软件构建

赤潮遥感监测系统主要由硬件支持系统,包括实时卫星数据源接收系统、数据存储系统、数据处理终端和产品输出与传输终端等.软件系统,包括卫星数据接收控制软件、卫星数据处理系统软件、赤潮相关卫星参数反演软件、产品格式化控制软件等.本文就赤潮遥感监测系统的软件构成和构建进行了系统的介绍.     

大辽河口水体污染卫星遥感监测示范研究

选择大辽河口，从污染水体的波谱特性测量入手，采用卫星，地面、水体同步监测的方法，对污染河段研究主要污染物的污染程度与波谱特性间的定性，定量关系的基础上，探索了水体污染卫星遥感监测中的技术关键，进行污染水体卫星遥感监测，地面水体光谱特性测量和水分分析的示范试验研究，进而结合应用需求，开展宏观，快速的水体污染卫星遥感监测示范研究。     

卫星遥感在溢油监视中的应用

2002年11月13日,"威望"号油轮在西班牙海域断裂沉没,大量溢油对水产养殖、岸线等环境敏感资源造成了严重损害.西班牙政府通过卫星遥感手段对海面及岸线溢油进行了4个月的连续监视,"空间与重大灾难国际宪章"的启动保障了获取卫星监视数据的快速高效,为溢油应急决策提供了重要技术支持.     

卫星遥感在我国环境保护中的开发应用展望

论述了卫星遥感技术在环境保护中应用的优势,以及我国环境保护对卫星遥感技术的迫切需求和应用前景,简述了需解决的几个技术关键问题。      

卫星遥感反演京津冀地区2011-2017年氮氧化物污染变化

基于POMINO AMFv6反演构架和高分辨率WRF-CMAQ模拟资料重构DOMINO v2大气质量因子,开发了京津冀地区高精度NO₂对流层垂直柱浓度卫星数据,并结合反演模型分析了研究区域2011-2017年NO₂柱浓度及重点城市NO_x排放强度的时空演变.2011-2017年间,京津冀地区NO₂柱浓度在北京-天津-唐山及石家庄-邢台-邯郸形成两个核心污染高值区,保定、廊坊、秦皇岛、沧州和衡水分布于东南部的污染背景中,构成污染次高值区,而位于西北部的张家口和北部的承德相对较为清洁,仅在对应的市辖区出现局地污染峰值.京津冀地区柱浓度平均水平在2011-2017年间下降了27.2%.2011-2013年间北京、天津、唐山和石家庄市的NO_x平均排放强度分别为108.3、139.5、241.4和178.6 mol·s^-1,而2015-2017年间下降至98.0、108.2、197.6和85.8 mol·s^-1.基于卫星遥感手段的综合分析表明,2011-2017年期间京津冀地区NO_x污染状况得到明显改善,但各个城市的改善程度存在差异,其中北京、唐山NO₂柱浓度降幅明显低于污染核心高值区的其他城市,在下一阶段制订治理方案时应重点考虑.     

大气气溶胶性质及其卫星遥感反演

论述了大气气溶胶的物理性质(含微物理性质)、化学性质及光学性质,特别是黑碳气溶胶的物理、化学和光学性质及其对气候强迫作用和对人居环境的影响,同时对光化学形成的二次气溶胶进行了简要介绍.指出一般气溶胶具有负气候强迫效应,而黑碳气溶胶具有较强的正气候强迫效应.在分析影响气溶胶性质的各种因素时发现,气溶胶性质除受外在环境因素影响外,也受内在的自身因素的相互影响.对卫星遥感气溶胶的原理及其在卫星遥感反演中气溶胶多种性质间复杂的相互关系进行了论述,并针对未来气溶胶的研究提出建议.      

大气环境热点网格遥感筛选方法研究

为筛选京津冀及周边地区的大气环境热点网格,在卫星遥感反演获取区域灰霾天数、PM_2.5、NO₂和SO₂浓度等大气环境四项遥感监测因子的基础上,首先利用分形求和模型确定了研究区域的四项指标的背景值和标准值,然后根据ORAQI计算方式提出一种大气环境遥感综合污染指数,并提取了大气环境热点网格,最后结合高分辨率卫星数据对热点网格的工业用地情况进行初步探讨分析.结果表明,2016年京津冀及周边地区各项大气污染物的局部分布特征表现出较大差异,不同地区的主要污染物不尽相同并且呈多项污染物复合污染的特征,利用分形统计模型确定灰霾天数、PM_2.5、NO₂和SO₂浓度的背景值分别为10.7d、57.5μg/m³、515.7×10¹³mole/cm²和0.29DU,标准值分别为22.2d、112.2μg/m³、2073.1×10¹³mole/cm²和0.64DU.大气环境遥感综合污染指数表明大气环境综合污染相对最重的地区主要分布在保定中部、石家庄中北部及邢台南部和邯郸北部交界处,该区域共筛选出1782个大气环境热点网格,其中工业用地面积占比较低的网格单元比例相对较大,这表明小型企业生产排放对当地的大气环境质量影响较大.     

卫星遥感监测海南地区对流层CO2浓度时空变化特征

为了探索海南地区对流层CO₂浓度[以φ(CO₂)计]时空变化特征,采用2002年9月—2012年2月AIRS反演的对流层中层CO₂产品,利用北半球全球本底站瓦里关站和飞机观测φ(CO₂)对该产品进行验证,结合统计分析方法对海南地区φ(CO₂)的月、季、年平均值的时空变化特征进行了研究.结果表明:AIRS反演φ(CO₂)与地基和不同纬度带海洋上空飞机观测数据对比均具有很好的一致性,并且与飞机观测验证偏差更小,二者相关系数均在0.9以上,总体月均值偏差小于2×10-6;全国φ(CO₂)呈现北高南低的分布规律,并且存在较为明显的分界线,形成4个高值中心(塔克拉玛干沙漠、塔里木盆地、内蒙古西部和东北平原)和2个低值中心(青藏高原西南部和云南地区),海南地区平均φ(CO₂)为382.67×10-6,略高于云南低值中心的381.45×10-6;全国φ(CO₂)呈现明显逐年增加趋势,其年均增长速率为2.16×10-6,而海南地区亦呈现显著增加趋势,年均增长速率为2.11×10-6,低于全国水平;φ(CO₂)呈季节性波动特性,全国φ(CO₂)最高值出现在春季,而海南地区为夏季,最低值均出现在秋季;海南地区西部海域、陆地和东部海域上空φ(CO₂)年增长速率分别为2.09×10-6、2.14×10-6和2.11×10-6,表明海南陆地上空增速略大于海洋地区,西部和东部海域上空增长速率基本保持一致.      

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

水体污染卫星遥感监测方法探讨

水质监测分析一般是现场采样、送回化验室分析,本文探讨了水中不同污染物的波谱特征与污染物的定性、定量关系,进行了地面水体波谱测量、污染成分及对应卫星图谱解析,力求找到一种快速、准确的分析方法.     

基于卫星遥感数据的东海浮游植物对台风响应研究

台风是发生在热带或副热带海洋上的一种强烈气旋性涡旋,能够对海洋环境产生一定的影响。本文基于中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)和地球静止海洋水色成像仪GOCI(geostationary ocean color imager)卫星遥感数据,对2018年东海海域台风过境后浮游植物的响应进行研究。研究发现,2018年7支过境东海的台风影响程度不一,其中台风“苏力”的影响比较明显,过境后海表面温度平均降低约2.53℃;叶绿素a的浓度增加约1.15 mg/m³。台风影响出现差异的原因是台风能否产生上升流,该过程主要受风力、移动速度和过境时长等因素影响,风力越大、移动速度越慢、过境时间越长的台风对过境海域的影响越大,反之亦然。本研究为理解台风对海洋生态系统的影响及其程度提供了科学参考。     

四川省农用土地资源卫星遥感宏观监测技术方法研究

通过对土地利用类型区的分层技术、卫星遥感抽样技术、样方调查方法、数据库建立、数据汇总与外推方法、数理统计分析与精度评估等６个专题的重点研究，探索出一套四川省农用土地利用现状卫星遥感抽样调查与监测的技术方法。该技术方法实用性和可操作性较强，已在四川省实施应用，完成了１∶１０万农用土地利用现状抽样调查。土地利用类型区分为７个层２５个亚层，抽样数为１１８个，样方大小为１０ｋｍ×１０ｋｍ（即１００ｋm₂），实际抽样率为２．０％。应用结果表明：在合理分层的基础上，采用卫星遥感抽样与地理信息系统相结合的方法，能满足土地利用现状宏观调查与监测的精度要求。     

利用国产环境减灾卫星遥感信息估测春小麦产量——以内蒙古陈巴尔虎旗地区为例

以内蒙古春小麦产区陈巴尔虎旗为研究实例,采用遥感方法,利用分辨率30 m的国产环境减灾卫星的NDVI数据对春小麦单产进行预测。研究选取了该卫星2009年7月29日春小麦乳黄熟期的NDVI数据,同时,建立其与春小麦单产间关系,运用数理统计与回归分析方法构建了春小麦乳黄熟期的NDVI与其单产的估产模型。利用地面实测春小麦单产对估产模型估测的单产进行精度检验,结果表明,基于影像提取的NDVI与春小麦实测单产有较好的抛物线状(y=cx²+bx+a)相关关系,NDVI与春小麦实测单产的相关关系达到显著水平,其相关系数R为0.87,单产相差160 kg/hm²,相对误差为-3.89%。表明利用国产环境减灾卫星的NDVI与实测春小麦单产建立的估产模型,对成熟前春小麦的单产进行估测,其估产精度也同样可达到与利用国外卫星的预估效益。     

基于卫星遥感数据(AOD)估算PM2.5的研究进展

雾霾天气的频繁出现,不断向人们警示中国大气环境污染的严重性.细颗粒物PM2.5作为空气质量评价指标之一,由于粒径小、为有毒性物质提供载体的特性,对人们的健康和生活产生很大的负面影响.近年来,PM2.5的相关研究引起了世界各国研究者的广泛关注,通过地基手段获得PM2.5质量浓度受到环境、地理等因素的限制,而利用卫星遥感技术估算地面PM2.5质量浓度,覆盖面广、估算精度可靠,对环境污染监测和治理具有重要意义.在综合了国内外关于气溶胶光学厚度(AOD)估算PM2.5文献的基础上,对AOD和PM2.5的数据源和估算的方法及手段作了简要介绍,分析总结了AOD与PM2.5相关性与PM2.5遥感估算的模型,并展望了未来PM2.5研究的发展方向.     

高分辨率卫星遥感数据在白衣庵滑坡调查研究中的应用

利用Quickbird-2卫星遥感数据对白依庵滑坡进行了调查研究。首先选取321和432波段进行彩色合成,并且与pan波段进行了分辨率融合,对融合后的图像进行正射校正作为遥感解译底图。从遥感影像上提取了白依庵滑坡的各要素,进行了稳定性评价和危害性分析,并提出了防治措施建议。根据研究结果可知,在现阶段利用Quickbird-2高分辨率卫星遥感数据进行滑坡研究具有无比的优越性、实用性和经济性。     

非二氧化碳温室气体氧化亚氮的卫星遥感研究综述

氧化亚氮(N₂O)已成为全球第三大温室气体,氮氧化物污染与治理也成为我国“十四五”生态环保工作重点,气候变化评估与环境保护均对N₂O卫星遥感提出了较高的要求.本文回顾了N₂O卫星遥感的主要进展,卫星载荷方面,从天底、临边、掩星3种观测方式介绍了N₂O卫星观测的历史进程;反演算法方面,根据观测方式的不同分别介绍了最优估计算法、剥洋葱算法、差分光学吸收光谱法.相较于国际上N₂O卫星遥感起步早且已具备了较为成熟的理论和技术,我国的N₂O卫星遥感监测能力还有较大的发展空间.本文通过对研究现状的梳理和总结,提出了N₂O卫星遥感的发展趋势和建议,并对未来发展前景进行了展望.     

基于卫星遥感的广东地区对流层二氧化碳时空变化特征

利用瓦里关全球本底站和番禺气象局地面观测的CO2浓度资料对SCIAMACHY反演得到的对流层CO2产品进行验证.结果显示:SCIAMACHY产品能较好地反映对流层CO2的分布状况,在珠三角地区反演和观测的残差为1.29×10-6,相关系数为0.69,可用于分析区域对流层CO2的时空分布特征.利用2003~2009年SCIAMACHY观测资料分析研究显示:广东地区对流层CO2柱浓度最高值出现在春季,最低值出现在夏季,浓度年均值和年增长率分别为384.84′10-6和1.53′10-6/a,大于全球和我国同期的观测结果;粤东、粤西、粤北和珠三角地区的浓度均在春、冬季显著高于夏季、秋季 ,相同季节内各区域之间的差异不显著;粤西地区CO2柱浓度的年增长率最高,为1.82′10-6/a,珠三角和粤东地区的年增长率相当,分别为1.65,1.64′10-6/a,粤北地区的年增长率最低,为1.61′10-6/a.