本文将结合数字地球开放平台所提供的生态环境监测与督查解决方案，介绍遥感技术在环境监测领域应用。
1.水环境遥感监测
（1）分类
水环境遥感监测可以分为海洋水色卫星遥感以及内陆水体卫星遥感两类。
（2）原理
水体及其污染物的光谱特性是利用遥感信息进行水环境监测和评价的依据。不同种类和浓度的污染物，使水体在颜色、密度、透明度和温度等方面产生差异，导致水体反射波谱能量发生变化，根据遥感图像在色调、灰阶、纹理等特征上反映的影像信息的差别，从而识别出污染源、污染范围、面积和浓度等。
（3）水环境遥感监测指标
悬浮物含量、水体透明度、叶绿素a浓度溶解性有机物、水中入射与出射光的垂直衰减系数以及一些综合污染指标(如营养状态指数)，总氮(TN)，总磷(TP)，高酸盐(CODMn)，解氧（DO)等。
（4）水污染遥感监测分类
水污染遥感监测分类可以分为泥沙污染、石油污染、废水污染、热污染以及水体富营养化。
（图源：高分一号卫星环境遥感监测应用示范研究）
（5）水环境遥感监测特点
l监测范围广、速度快、成本低
l便于长期动态监侧
l揭示污染源及其扩散的状态
l污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混和稀释的特点
（6）水质量标准
按水体类型:地面水质量标准、海水质量标准和地下水质量标准等；
按水资源的用途:生活饮用水水质标准、渔业用水水质标准、农业用水水质标准、娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标准等。
（7）水污染遥感监测方法
l定性方法:通过分析遥感图像的色调特征或异常对水环境化学现象进行分析评价需要了解水环境化学现象与遥感图像的色调之间的关系，建立图像解译标志
l定量方法:建立在定性方法之上，需要获得与遥感成像同步的实测数据，以标定定量数学模型
l经验方法:基于遥感波段数据和地面实测数据的相关性统计分析,选择最优波段或波段组合数据与地面实测水质参数通过统计分析得到相关模型,进而反演水质参数。
l半经验方法:根据机载成像光谱仪或野外各种光谱仪测量的水体光谱特征.选择估算水质参数的最佳波段或波段组合,然后选用合适的数学方法建立遥感数据和水质参数间的定量经验性算法。
l分析方法:代数法、非线性优化法、矩阵反演法
（图源：水环境监测技术研究进展与分析）
2.生态环境遥感监测
（1）概念
遥感技术是调查、监测、研究土地沙漠化、植被环境变化、湿地环境、城市生态等生态环境的重要手段，对正确地认识和评价生态环境质量,把握不同地域生态环境质量的差异具有重要意义。
（2）生态环境遥感的具体应用
l土壤遥感：利用遥感技术获取土壤信息的一种方法。通过卫星遥感、航空遥感等手段获取土壤特征参数，为农业生产、土地利用规划和土壤环境监测提供重要数据支持。
（图源：遥感技术在农业资源与土壤环境综合监测上的应用）
l植被遥感：植被遥感的原理是植物的光谱特性。不同的植物由于结构和叶绿素含量不同，具有不同的光谱特征，特别是近红外波段有较大的差别；利用植物的物候差异也可区分植物类型，如冬季落叶树和常绿树很好区别；利用植物的生态条件区别植物类型。如地形上的阴坡和阳坡，不同高度的地形部位，都分布着不同的植物类型；受病虫害的植物，结构和叶绿素含量发生很大的变化，尤其是近红外波段与健康植物区别最为明显；作物的长势主要用植被指数来监测，植被指数可用来建立农作物的估产模型。
l湿地环境监测：遥感监测湿地的主要参数包括水体面积、水深、水质等，以及植被类型、覆盖度、生物量等生态参数。要通过遥感对水体要素提取、植被要素提取、土壤要素提取以及人类活动要素提取。
（图源：高分一号卫星环境遥感监测应用示范研究）
3.大气环境遥感监测
（1）概念
大气环境的遥感调查主要指通过遥感手段调查大气污染源的分布、污染源周围的扩散条件、污染物的扩散影响范围等如辅以少量地面同步监测数据，可以定量分析污染物浓度的梯度变化值。
掩星:掩星是一种天文现象，指一个天体在另一个天体与观测者之间通过而产生的遮蔽现象。测量的是已知特征信号通过大气的一部分时，由于大气的作用而发生的变化。
散射:测量的是沿入射波方向与偏离该方向的散射波特性。
发射:测量的是发射辐射的谱特性及其强度。
（2）主要监测对象
大气中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等。这些气体一般不能用遥感手段直接识别，但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征，因此可以通过测量大气散射吸收及辐射的光特征值而从中识别出这些组分来。
（3）监测方法
目前常用的大气环境遥感监测方法主要有两类，一类是根据污染地区地物反射率发生变化、边界模糊的情况来对大气污染情况进行估计;另一类是间接方法，即根据植物对污染的指示性反演大气污染，一般是根据植被中污染物含量与遥感数据中植被指数的关系估计大气污染的情况。
（4）大气环境遥感应用
l大气成分监测：利用遥感技术监测大气中的有害气体和颗粒物浓度，评估空气质量。
l大气污染扩散模拟：结合气象数据和遥感数据，模拟大气污染物的扩散路径和范围。
l污染源排放监测：通过遥感手段监测工厂、电厂等污染源的排放情况，为环保部门提供执法依据。
l空气质量预报与预警：基于遥感数据和空气质量模型，预报未来一段时间的空气质量状况，并发布预警信息。
（图源：高分一号卫星环境遥感监测应用示范研究）
4.其他领域
（1）固体废弃物监测:目前固体废弃物遥感监测的内容有工业、生活垃圾的堆放状况，堆放点的分布,堆放点的面积、数量等
（2）重大工程遥感监测:如三峡工程、南水北调工程、青藏铁路工程、上海浦东开发区等引起的环境问题及工程建成后的环境状况
数字地球开放平台所提供的生态环境监测与督查解决方案，通过进行汇集处理多源数据，监测分析生态环境、制作推送专题报告等相关工作，为公众、生态企业、生态环境管理部门等提供环境监测、空间统计分析、环境影响评估及环境执法督察等服务。
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