卫星遥感技术在环境保护领域中应用的进展与挑战.pdf

第25卷第4期中国环境监测Vol.25No.4

2009年8月EnvironmentalMonitoringinChinaAug.2009

卫星遥感技术在环境保护领域中应用的进展与挑战

王桥(环境保护部卫星环境应用中心,北京100012)

随着全球环境问题的日益突出,卫星遥感技高光谱卫星如美国的EO-1Hyperion、EOS-
术在环境保护中的应用受到了国际社会的高度重TERRA&AQUAMODIS等。我国在海洋水色遥感
视。美国、日本以及欧洲的一些国家近些年来都方面已开展了业务化应用和运行,监测指标主要
在大力发展环境遥感监测技术。随着我国环境卫为海洋水温、叶绿素a、悬浮物、海冰等,应用卫星
星的研制和成功发射,我国的环境遥感技术研究主要有风云卫星系列的FY1C和FY1D,海洋卫星
与应用也取得了瞩目的进展。目前在轨运行的和系列的HY-1A和HY-1B;在内陆水体卫星遥感
正在计划发展的国内外卫星传感器为环境监测所方面,受高时空分辨率和高光谱分辨率的限制,目
能提供数据的空间分辨率、光谱分辨率和时间分前我国主要是利用欧美等发达国家的卫星数据、
辨率越来越高,空间分辨率已从公里级发展到亚环境一号卫星(HJ-1)、中巴资源卫星(CBERS)等
米级,重复观测频率从月周期发展到几小时,光谱进行内陆水环境指标反演,总体上应用效果还不
波段跨越了可见光、红外到微波,光谱分辨率从多够理想。在大气环境遥感监测方面,欧美等发达
波段发展到超光谱,遥感数据获取技术正走向实国家在使用卫星遥感技术监测大气气溶胶、臭氧、
时化和精确化,卫星遥感技术在环境保护中的应二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、甲烷等气体的光
用正在向定量化和业务化快速发展并迎来了前
,学厚度和浓度方面取得了显著进展,在大气气溶
所未有的机遇与挑战。胶、臭氧、沙尘暴监测等方面已经基本达到业务化

应用程度,在SO2、NO2、CO2、CH4、CO等污染气体
1国内外环境卫星遥感技术与应用进展
监测方面正在进行科学研究和应用示范。总体来
看,卫星遥感对大气污染监测能力较弱,多数偏重
卫星遥感技术及其在环境领域中的应用主要
于气溶胶、温度、湿度等气象参数以及O3、CH4等
分为水环境遥感、大气环境遥感和生态环境遥感
温室气体监测。用于大气监测的卫星传感器很
三个方面。在水环境遥感方面,根据遥感机理不
同分为海洋水色卫星遥感和内陆水体卫星遥感。多,主要有美国的NOAAAVHRR、EOS-
、、欧空局
内陆水体比海洋水体复杂得多,水域面积相对小TERRA&AQUAMODISTERRAMOPITT
且污染类型多样,要求卫星遥感有更高的空间分ENVISATSCIAMACHY、ERS-2GOME、METOP-1
辨率和光谱分辨率。欧美等发达国家在海洋水色GOME-2、日本ADEOS-TOMS&TOVS等。我
卫星遥感方面已开展业务化运行,监测指标主要国用于大气污染监测的卫星传感器较少,主要为
为叶绿素a、悬浮物、水温等,所用的代表性卫星风云系列气象卫星(FY)和环境一号卫星(HJ-1)
平台和传感器有美国的SeastarSeaWiFS、EOS-等,陆续开展了气溶胶、臭氧探测、沙尘暴等监测。
TERRA&AQUAMODIS,欧空局的ENVISAT在生态环境遥感监测方面,美国、澳大利亚等国家
MERIS、日本的ADEOSGLI、印度的IRSOCM等;和联合国等国际组织利用多源遥感信息,在土地
在内陆水体卫星遥感应用方面目前还基本处于科利用土地覆盖分类、生态环境质量动态监测和评
研和应用示范阶段,尚未达到业务化运行程度。价、大尺度生态系统状况评估、生物物理参数信息
监测指标主要为叶绿素a、悬浮物、可溶性有机提取(如植被指数NDVI、叶面积指数LAI、蒸散量
物、水温、透明度等。通常用空间分辨率较高的陆ET、初级生产力NPP、地表反照率Albedo、陆地表
地卫星系列如美国的LandsatTM系列、法国面温度LST等)等方面已经取得了突出成绩。生
SPOTHRV系列、印度IRS-1LISS-系列,以及态环境遥感监测通常用空间分辨率较高的陆地卫

收稿日期:20090624
作者简介:王桥(1957-),男,四川人,博士研究生导师,研究员.
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星和传感器如美国的LandsatTM系列、法国航天科技集团提出了建立环境与灾害监测预报小
SPOTHRV系列、印度IRS-1系列,以及高光谱卫卫星星座的建议。2002年9月,国务院批准了关
星如美国的EO-1ALI等。上世纪90年代以来,于环境与灾害监测预报小卫星星座立项的请示。
美国环保局(EPA)联合有关