遥感FTIR在大气环境监测中的最新发展

摘要：在对大气环境的监测中主要采用FTIR的监测技术。FTIR的主要特点在于较高的分辨率和灵敏性，能够对未知的检测对象进行多组分同时监测，在环境监测部门中被广泛的使用，在多数情况下适用于一些有毒气体的定量和定性监测。本文主要针对遥感FTIR技术进行了概念性和其优势的分析，介绍了遥感技术的使用过程，对遥感技术在大气环境监测中的应用前景进行了展望。

关键词：遥感FTIR；大气环境监测；最新发展

中图分类号：X83；文献标识码：A ；文章编号：

随着社会的进步和经济的发展，环境问题已经成为了世界中的主要问题之一，工业的发展使得大气环境的污染越来越严重，一些挥发性污染物质的存在，使得大气的质量受到了严重的影响，对人们的身体健康也产生着极大的危害。因此，对于大气环境的监测和治理应当引起人们的重视，利用科学的手段进行监测并采取有效的措施进行治理。遥感FTIR是在大气环境的监测中行之有效的监测技术，在空中能够获得大量的环境动态信息，能够有效弥补地面监测的局限性，在环境的保护中有着重要的作用。利用遥感FTIR技术对大气环境、水质和生态环境进行监测，能够有效地提高研究的水平，保证其研究成果的高效性。

1 遥感FTIR的概念

在环境监测部门中通常采用定点取样的方法进行大气质量监测，在监测过程中，得出的观测结果反映出的大气环境污染的范围较小，因此就不能够进行监测样本点以外的环境状况的监测。因此就只能使用在范围较小的监测区域内的污染状况的监测。随着FTIR技术的不断发展和进步，其使用的范围大大增加，探测能力较强，与传统的定点取样的方法不同的是其不会受到区域的限制，在使用过程中具有以下的优点：（一）能够满足远距离监测的要求遥感FTIR技术能够实现对于大气污染进行远距离的全天候不间断监测。（二）利用遥感FTIR技术能够对含有多种成分的混合物质进行监测和分析，并且能够在最快的时间内作出准确的判断。（三）遥感FTIR技术在进行大气环境监测时，能够有效地省略取样等程序。（四）遥感FTIR技术能够进行各种区域面积的监测，并且能够进行地面和高空的多为空间的大气监测。

随着我国对于大气环境监测的重视程度越来越高，遥感FTIR技术得到了更深层次的研究，遥感技术中的化学计量学和被动遥感技术取得了很大程度的进展。

2 化学计量学在遥感FTIR光谱图解析中的研究

在化学中开始使用计量学的一些方法，促进了化学计量学的发展，并在遥感光谱图的解析中的应用越来越广泛，经常使用到的化学计量学的模型有以下几种类型：人工神经网络；偏最小二乘法、经典最小二乘法等。

2.1定性、定量地分析多组信息

在操作的过程中，采用经典最小二乘法、偏最小二乘法对在光谱图中显示出的混合大气污染物较严重的进行定量的分析，在分析中发现，以上这些方法都能够实现对大气中的混合污染物济宁定量检测，在对大气污染物进行定性的鉴别过程中，采用最小二乘法对不确定的干扰物质进行检测，之后再对其环境情况进行定量解析，为了有效减少操作时间和降低误差，采用偏最小二乘法变量提取信号，实现遥感FTIR光谱图的准确解析。同时，在利用遗传算法，不仅具备较高的求解能力和较高的非线性特征，更为管沟图库提供了有效的检索工具。

2.2遥控提取FTIR光谱图特殊信号及噪声处理

处理噪声的方式及可靠性对FTIR光谱图的分析有很大的意义，一般来说，我们提取FTIR光谱图特殊信号可以利用WA产生一定的遥感，利用WA在对信号分解的时候，消除光谱图中的部分噪音干扰，从而正确定位有用信号的位置。

3 遥感在大气环境监测中的最新发展

遥感可以快速、及时、动态的时候监测大气中的环境变化和产生的大气污染，还可以快速、准确的监测在大气环境污染现象的产生、延续，以便于很好的制定解决办法，减少大气污染产生不必要的损失。所以，遥感在大气环境监测中有着重要的作用，正在发挥着独到的作用。

3.1监测大气气溶胶含量

气溶胶是指在大气中以各种固态或者液态形式存在的悬浮颗粒，我们所说的雾、烟、尘土等都是气溶胶。遥感监测气溶胶的方式代替了一般地面上不能监测出来的气溶胶具体空间分布和部分缺陷，为气候的研究和城市环境污染的分析提供了基础的研究资料。

在国际中利用卫星遥感进行大气气溶胶的监测开始于二十世纪七十年代的中期，在我国的研究开始于二十世纪八十年代的中期，在最开始的研究中，利用卫星监测资料对北京地区的大气中的气溶胶的厚度进行了准确的测量，不能够将其和测量地面光度计所得的结果进行对比，得出了相似的结果，由此证明，采用卫星遥感系统监测大气中的气溶胶含量能够有效代替地面遥感监测的方法，弥补了监测范围有限这一缺点的产生。在进行的地面光度计和粒子谱的观测中得出：气溶胶产品和空气污染指数有着一定的关联性。

3.2监测沙尘暴

沙尘暴是生态环境中性质较恶劣的一种，其在产生的过程中严重影响了空气质量，沙尘暴的产生具有较强的突发性和巨大的危害性，是大气溶胶中较严重的一种情况。在沙尘暴产生时，可见光的反射率增加，随着沙尘暴的强度增加，反射率也随之增加。在目前对沙尘暴的监测遥感技术中主要采用GMS和AVHRR数据监测，由于这种数据的采用不大能够实现沙尘暴的反射辐射特性的监测，还能够对沙尘暴分布的面积进行较大尺度的监测，为沙尘暴的进一步研究提供信息。

3.3监测臭氧层

臭氧层对于地球有着重要的保护作用，采用遥感FTIR监测技术能够监测到臭氧层遭受破坏形成的臭氧层空洞。随着臭氧层的逐渐扩大，对人类产生的影响也越来越大，自最早的臭氧制图光谱仪的使用开始，利用遥感技术对臭氧的卫星监测正式开始。通过对遥感监测所得的数据进行的分析，地球表层的臭氧层正以每年0.8%的速度衰减。通过对全球臭氧监测装置以及大气制图的使用，对一氧化碳和臭氧的体积分数进行制图，得出臭氧的精确分布图。

3.4监测有害气体

在工业环境下产生的二氧化硫和氟化物对于生物有着严重的毒害作用。在进行监测时使用间接的解译标志进行监测。生长中的植被在受到污染后自身的红外线的反射能力会大大下降，外观颜色和生长的纹理都会产生变化，在分析中根据这些情况能够对污染的情况进行间接的分析。利用卫星遥感技术中的象元信息，将信息氛围土壤、植被等基本信息的线性集合和被污染气体的信息进行重合，利用卫星数据就能够得出污染气体的累加浓度，并保证其信息的精度满足使用要求。

3.5监测热岛效应

城市中存在的大气热污染（热岛效应）是由于城市的发展产生的省时气温整体升高的现象。利用遥感技术对测定物承受的辐射温度推算出地物的温度，并根据产生的不同的热效应找出出热源。对已有的热图形进行密度分割时采用光学技术，进行少量同步的温度测量，制定出城市的整体等温线，将热污染的分布情况进行准确的反应，找出城市温度升高和热能的消耗、建筑物的布局和建筑的类型、人口的分布情况之间的关系，得出城市热岛的分布特点、存在的强度和形成的具体原因等。

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