第33卷，第12期 2013年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
高光谱遥感技术在国家环保领域中的应用
Vol. 33,No. 12 -pp3343-3348
December : 2013
赵少华1,2，张峰1,2*，王桥1.2，姚云军”，王中挺1,2，游代安1.2
1.环境保护部卫星环境应用中心，北京100094
2.国家环境保护卫星通感重点实验室，北京100094
3.北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院，北京100875
摘要高光谱遥感技术在环境保护领域中应用广泛，本文概述了高光谱遥感技术在我国大气环境中污染气体、温室气体监测，水环境中重点水污染源水华、水质、饮用水源地安全监测，生态环境的生物多样性、植被类型监测、土壤污染等方面的应用情况，并指出目前存在国内高光谱卫星缺乏、数据处理和信息提取能力不足等间同题，以及前道切需要发展搭载大气痕量气体差分吸收光谱仪、温室气体监测仪、高光谱成像仪等高光谱传感器的环境卫星后续星、加强高光谱数据处理和信息提取攻关研究、加快高光谱环境地面应用系统的建设等建议。
关键词污染气体；温室气体；水污染；生物多样性
中图分类号：X87文献标识码：A
引言
D0I : 10. 3964 /j. issn. 1000-0593 (2013)12-3343-06
遥感在环保领域中已有不少的应用研究，但大多侧重于研究的离散应用，并且利用的是国外卫星数据，不利于推广应用，更难以满足开展环境遥感业务化持续稳定运行的需求。
高光谱分辨率遥感简称高光谱遥感，它是在电磁波谱的紫外、可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据技术。国外高光谱卫星、载荷遥感技术发展较为成熟，比如在大气污染气体、温室气体遥感监测方面，主要有EOS/AQUA-AIRS，EOS/ AURA-OMI, ENVISAT-SCIAMARCHY, ERS-2/GOME, GOSAT-TANSO等，在水环境和生态环境观测方面，主要是EO-1/HYPERION等，都有大量相关的研究和应用[2-10] 国内星载的高光谱载荷很少，大气载荷仅有FY-3号卫星上的紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）、紫外臭氧总量探测仪(TOU)也只能探测莫氧分布，对环保重点关注的SO2和 NO2还无能为力，对水环境和生态环境观测的仅有HJ-1A 卫星携带的超光谱仪，但其光谱范围十分有限（450～900 nm），还远远不能满足环境保护工作的重大迫切需求
高光谱遥感技术在环境保护工作中具有广泛的应用，从
大气环境的污染气体、温室气体监测，水环境的重点水污架源监测、水质参数监测、饮用水源地安全监测，到生态环境的生物多样性、土壤污架，土壤/植被的水分、长势等地表生物物理参数监测等，都有着巨大的应用潜力。国内高光谱
收稿日期：2013-03-07，修订日期：2013-05-05
本文分别从大气环境、水环境和生态环境监测方面，主要介绍高光谱遥感技术在我国环保领域的应用现状，并指出目前存在的问题和后续发展建议。
高光谱技术在大气环境遥感监测中的应用现状
高光谱遥感是监测主要污染气体与温室气体的重要手段
之一，高光谱遥感数据波长范围覆盖广从紫外到远红外波段，具有极高的光谱分辨率，具备了从遥感数据中提取主要污染气体和温室气体信息的观测能力。由于SO2和NO，等主要污染气体和CO2、CH4等温室气体在紫外、可见、近红外、红外等波段存在着较强的特征吸收带，因此，在获取污染气体、温室气体分子的吸收带和吸收系数精确测量数据的基础上，就可以用相应波段的高光谱数据对其进行定量反演。目前国外相关应用比较成熟，国内主要基于国外高光谱数据对污染气体、温室气体等监测。
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基金项目：国家自然科学基金项目（41101313，41201331)和国家高分辨率对地观测重大专项项目（E05-Y30B02-9001-13/15)资助作者简介：赵少华，1980年生，环境保护部卫星环境应用中心高级工程师
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