遥感在大型工程生态环境影响评价中的应用

大型工程带来的环境问题日益严重,并引起人们的广泛关注.随着遥感技术的发展,遥感在大型工程生态环境影响评价中的应用成为当前学术界的研究焦点.本文通过综述遥感在大型工程生态环境影响评价中的应用现状,展望遥感在我国大型工程生态环境影响评价中的应用前景.     

卫星遥感环境业务化监测应用平台建设

从中国的卫星遥感技术现状出发,提出了中国的环境遥感应用不能只停留在研究水平,应根据我国环境监测的实际需要,与地面环境监测相结合,建立一套卫星遥感环境业务化监测应用平台,使遥感技术进入环境保护领域的实用化阶段。文章指出卫星遥感环境业务化监测应用平台建设主要包括卫星遥感环境业务化监测指标与监测、运行技术规范体系的建立、卫星遥感环境监测目标的确定、卫星遥感环境业务化监测目标的波谱数据库的建立、卫星遥感环境业务监测应用平台的业务内容、关键技术研究等内容,深化了我国的卫星遥感在环境领域中的应用,具有很高的实用价值。     

基于生物光学模型的巢湖悬浮物浓度反演

根据2009年6月巢湖32个样点实测的遥感反射率、悬浮物浓度、吸收系数及散射系数等数据,分析巢湖水体各组分的吸收、散射等固有光学特性,确定悬浮颗粒物单位散射系数、后向散射概率等固有光学参数,构建基于生物光学模型的悬浮物浓度反演模型,并利用准同步获取的环境1号卫星CCD影像数据反演巢湖悬浮物浓度.结果表明,555 nm处悬浮颗粒物单位散射系数的平均值为0.48 m2/g,以555 nm为参考波长,建立指数衰减模型对悬浮颗粒物单位散射系数进行参数化,模型的决定系数可以达到0.99;此外,在760～900 nm(Band4)范围内,后向散射概率不具有波长依赖,其值稳定在0.051.利用所得到的表观及固有光学量构建巢湖水体遥感反射率模型,反演巢湖悬浮物浓度,得到实测值与反演值之间的相对误差随着浓度的增加而呈现下降的趋势,平均相对误差为17.25%,由此表明该方法适用于反演悬浮物浓度较高的湖泊水体;利用两景环境1号卫星CCD影像数据反演得到的巢湖悬浮物浓度主要在0～100 mg/L之间变化,其中6月13日巢湖悬浮物浓度40 mg/L的水域占到总面积的54.37%,而6月15日巢湖61.62%的水域悬浮物浓度40 mg/L,且这2 d巢湖悬浮物的分布与当时的气候变化一致.     

面向GOCI数据的太湖总磷浓度反演及其日内变化研究

总磷浓度是水质评价的一个重要指标,是水体富营养化、蓝藻水华暴发的重要影响因素,遥感技术具有范围广、时效高的优势,利用卫星遥感监测总磷浓度,对于水质和富营养化的研究有着重要意义.利用2013~2014年3次地面实验数据,构建了基于GOCI影像的总磷反演模型,为了检验模型的适用性,选取2014年春、夏、秋、冬各1日GOCI影像,对太湖总磷浓度的日内变化进行分析.结果表明,利用GOCI数据8个波段的波段组合作为变量,进行逐步回归分析所建立的模型具有较高的反演精度,模型的决定系数为0.898,平均绝对误差百分比为14.296%,均方根误差为0.026 mg·L~(-1).同时,利用地面实测样点与同步卫星影像对模型进行了精度分析,2014年8月5日和2014年10月24日同步影像的验证精度分别为:平均绝对误差百分比为33.642%和22.551%,均方根误差为0.076 mg·L~(-1)和0.028 mg·L~(-1).对4个季节中4 d的30幅影像对比分析表明,不同季节总磷浓度的绝对含量存在差异,但是,总磷浓度的时空分布及从早晨到下午的差异性存在相似性.从空间分布上看,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾及西南部沿岸小梅港、长兜港总磷浓度长期偏高,各个区域的总磷浓度变化受到风向、风速等因素的影响;从时间变化上看,早上总磷浓度最高,随后逐渐降低,反映了总磷浓度受到温度和光照影响的效果.     

去除叶绿素a影响的泥沙反演模型

通过遥感方法反演自然水体中泥沙浓度时,大量藻类的存在影响泥沙的反演精度,如何消除这种影响是提高水体中泥沙反演精度的关键.文章通过对一定叶绿素a浓度下不同浓度泥沙的光谱曲线研究,分析光谱曲线特征位置的漂移和数值变化,寻找去除叶绿素a影响的光谱范围和特征位置,通过相关性分析,建立多个模型,并从中选取最佳模型.     

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.      

全国生态环境调查与评估“一张图”系统建设与应用

结合生态环境调查与评估工作特点,借鉴"一张图"的基本构架和设计理念,立足于对生态环境调查与评估工作的全过程支撑,设计并构建了覆盖全国的生态环境调查与评估"一张图"核心数据库和系统,克服了以往生态环境调查评估系统"重调查、轻评估"的局限,有效促进了生态环境调查评估工作的科学化、规范化。今后,应加强"一张图"系统的调查评估支撑能力建设;强化调查评估成果应用,为生态管理与决策提供数据保障和应用支撑。     

“散乱污”企业遥感动态监管技术及应用

针对京津冀及周边等大气污染重点地区“散乱污”企业监管缺乏有效技术手段的问题,以卫星遥感技术为基础,综合利用地面站点空气质量监测、车载走航遥测技术、污染源在线监测等多种技术手段,建立了一套“散乱污”企业动态监测与整治效果评估的方法体系,并以京津冀及周边大气污染重点区域“2+26”城市中的廊坊市为典型示范区开展了应用.结果表明:①基于卫星遥感建立的大气污染指数模型及重点关注网格可以很好地指示“散乱污”企业重点集聚区,2018年3月廊坊市在重点关注网格内识别出疑似“散乱污”企业42处.②廊坊市“散乱污”企业PM_2.5和NO₂的整治效果明显,与2017年相比,2018年其对全市PM_2.5浓度和NO₂对流层柱浓度下降的贡献率分别达11.14%和5.95%.③廊坊市“散乱污”企业分布及整治效果核查验证表明,建立的“散乱污”企业识别方法有效,污染企业识别率达79%,“散乱污”企业整治效果明显,待核验的42处疑似企业中已拆除或关停的企业有14家,其他为中小型企业.车载走航遥测技术可以有效配合现场核验,核验的疑似“散乱污”企业沿线中因“散乱污”企业已整治完毕,现场观测显示污染程度较低.研究显示,建立的“散乱污”企业动态监管技术,不仅可以掌握“散乱污”企业区域污染分布规律,而且可以有效提取重点监管目标及评估管控效果,解决了目前“散乱污”企业监管技术手段缺乏的问题,并可应用于中小企业的监管,对提升我国大气环境精准治污、科学治污水平意义重大.      

饮用水水源地环境质量遥感监测评价与应用示范

我国饮用水环境安全形势严峻,保障饮用水安全已经成为今后一个时期环保工作的重中之重。卫星遥感能够对水源地大范围区域内的环境状况进行快速、客观的监测,从而全面了解水源地及周边的水生态安全、风险源存在及变化情况,可有效补充传统的地面采样点环境监测方法的不足,提升水源地环境管理的综合监管水平。本文梳理了我国饮用水水源地环境质量遥感监测指标体系,提出了包含水域指标、陆域指标、监管指标的3个一级指标和13个二级指标的水环境质量评价体系,并通过案例开展了应用示范。     

基于HJ-1A卫星超光谱数据的太湖叶绿素a浓度及悬浮物浓度反演

通过对2010年5月2日太湖HJ-1A卫星超光谱影像的几何纠正和6S模型辐射校正,以及水体实测光谱数据和影像光谱数据分析,将太湖28个水体采样点光谱数据分别进行归一化处理和一阶微分处理后,选取和水质参数相关系数最大的波段或波段组合建立反演模型,获得太湖叶绿素a浓度以及悬浮物浓度的空间分布图.研究表明,超光谱影像B73波...