遥感监测技术.ppt

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1、3.遥感监测技术遥感监测技定义及特点1、定义：遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测，是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息，对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。2、特点：①不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量②快速进行污染源的定点定位，③污染范围的核定；④大气生态效应；⑤污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化。3、主要方法：①摄影②红外③相关光谱④光雷达探测摄影遥感监测技术1、应用范围摄影机是一种遥感装置，将其安装在飞机、卫星上对目标物进行拍照摄影，可以对土地利用、植被、水体、大气

2、污染状况等进行监测。2、原理基于上述目标物或现象对电磁波的反射特性有差异，用感光胶片感光记录就会得到不同颜色或色调的照片。3、技术要求：必须采用影像移动补偿技术，最简单的方法是在曝光时移动胶片，使胶片与影像同步移动。还可以将照相摄影装置设计成扫描系统，在系统中有一旋转镜面指向目标物并接受其射来的电磁辐射能，将接收到的能量送给光电倍增管产生相应的电脉冲，该信号再被调制成电子束，转换成可被摄影胶片感光的发光点，从而得到扫描所及区域的影像。4、作用：用不同波长范围的感光胶片-滤光镜组成的多波段摄影系统，用不同镜头感应不同波段的

3、电磁波，可同时对同空间的同一目标物进行拍摄，获得一组遥感像片，借以判定不同种类的污染物。1、定义：红外扫描技术系指采用一定的方式将接受到的监测对象的红外辐射能转换成电信号或其他形式的能量，然后加以测量，获知红外辐射能的波长和强度，借以判断污染物种类及其含量。红外扫描遥测技术2、原理：当热红外扫描仪的旋转镜头对准受检目标物表面扫描时，镜面将传来的辐射能反射聚焦在光敏元件上，光敏元件随受照光量不同，引起阻值变化，从而导致传导电流的变化。让此电流流过具有恒定电阻的灯泡时，则灯泡发光明暗度随电流大小变化，变化的光度又使照相胶片产

4、生不同程度的曝光，这样便可得到能反映被检目标物情况的影像。这种影像还可以通过阴极射线管的屏幕得以显示，或进一步由计算机处理后以直方图的图象形式输出。热红外扫描工作过程1、定义：相关光谱技术是基于物质分子对特征光吸收的原理并辅以相关技术的遥测方法。在吸收光谱技术基础上配合相关技术是为了排除测定中非受检组分的干扰。这种技术采用的吸收光为紫外光和可见光，故可利用自然光做光源。相关光谱遥测技术2、测定过程：测定过程是：自然光源由上而下透过受检大气层后，使之相继进入望远镜和分光器，随后穿过由一排狭缝组成的与待测气体分子吸收光谱相匹

5、配的相关器，则从相关器透射出的光之光谱图正好相应于受检气体分子的特征吸收光谱，加以测量后，便可推知其含量。相关器是根据某一特定污染物质吸收光谱的某一吸收带（如SO2选择300nm左右），预先复制出的刻有一组狭缝的光谱型板，狭缝的宽度和间距与真实的吸收光谱波峰和波谷所在波长模拟对应，这样可从这组狭缝射出受检物质分子的吸收光谱。相关器装在一个可旋转的盘上，通过旋转将相关器两组件之一轮换地插入光路，分别测定透过光。将这种仪器装备在汽车或飞机上，即可大范围遥测大气污染物及其分布情况。也可以装在烟囱里侧，在其对面安装一个人工光源，

6、用以测定烟道气中的污染物。光谱分析仪系统示意图相关光谱技术的实用对象目前还只限于一氧化氮、二氧化氮和二氧化硫；如对它们同时进行连续测定时，在系统中需装置三套相关器。监测这三种污染组分的实际工作波长范围是：SO2为250—310nm；NO为195—230nm；NO2为420—450nm。激光雷达遥测技术1、定义：激光雷达遥测环境污染物质是利用测定激光与监测对象作用后发生散射、发射、吸收等现象来实现的2、原理：将激光雷达装置的望远镜瞄准由烟囱口冒出的烟气，对发射后经米氏散射折返并聚焦到光电倍增管窗口的激光作强度检测，就可对烟

7、气中的烟尘量作出实时性遥测。当射向大气的激光束与气态分子相遇时，则可能发生另外两种分子散射作用而产生折返信号，一种是散射光频率与入射光频率相同的雷利散射，这种散射占绝大部分；另一种是约占1%以下的散射光频率与入射光频率相差很小的拉曼散射。3、应用：可用于遥测大气中SO2、NO、CO、CO2、H2S和CH4等污染组分。因为不同组分都有各自的特定拉曼散射光谱，借此可进行定性分析；拉曼散射光的强度又与相应组分的浓度成正比，借此又可作定量分析。因为拉曼散射信号较弱，所以这种装置只适用于近距离（数百米范围内）或高浓度污染物的监测。

8、发射系统将波长为λ0（相应频率为f0）的激光脉冲发射出去，当遇到各种污染组分时，则分别产生与这些气体组分相对应的拉曼频移散射信号（f1、f2、…、fn）。这些信号连同无频移的雷利和米氏散射信号（f0）一起返回发射点，经接收望远镜收集后，通过分光装置分出各种频率的返回光波，并用相应的光电检测器检测，再经电子及数据处理系