遙感技術在氣象監測中的應用分析

羅俊偉，趙酉龍

（1.山西省忻州市氣象局，忻州 034000；2.山西省晉中市氣象局，晉中 030600）

遙感技術在氣象監測中的應用分析

羅俊偉1，趙酉龍2

（1.山西省忻州市氣象局，忻州 034000；2.山西省晉中市氣象局，晉中 030600）

遙感技術是一種對地觀測的綜合技術，它綜合了電子、空間、計算機通訊等多個學科的成就，從20世紀60年代發展至今，已成為對地面物質的性質和運動狀態進行識別的一種現代化技術系統。文章對氣象監測遙感技術的特點進行分析，并對遙感技術在氣象監測各方面的應用進行深入的分析和探討。

遙感監測 氣象服務 特點 應用分析

1 氣象服務綜述

在氣象事業各部分中，氣象服務是其中必不可少的、對人類活動非常重要的一項事業，通過氣象工作人員對大氣信息的采集、儲存、加工、傳輸之后，根據政治、經濟、社會、生態、軍事等各領域的不同需求，向政府、社會公眾和各生產部門提供相關氣象方面的信息和技術的活動。氣象服務從基本對象上來看，主要分為決策氣象服務、公眾氣象服務專業氣象服務和專項氣象服務4種類型。目前，傳統的氣象觀測技術已經無法滿足各類氣象服務的需求，遙感監測技術作為一種先進的探測手段，為提高氣象服務質量發揮著越來越重要的作用。

2 氣象監測遙感技術的特點

遙感（Remote semsing簡稱RS）具有遙遠感知事物的意思，具體指的是在不與探測目標直接接觸的情況下，在空中借助對電磁波敏感的儀器即遙感器，利用目標物對電磁波的不同輻射、反射、散射等信息，再通過分析、判斷來識別目標物的性質、特征及其發展變化的一項綜合探測技術。作為一種先進的監測探測技術具有的特點：（1）獲取信息速度快。能夠24 h不間斷地工作，快速及時地獲取并更新環境資源等信息。如我國發射的“風云四號”衛星。衛星全圓盤成像時間15 min，區域觀測能力3～5 min，1 s拍500張閃電圖，每3 min對臺風區域進行觀測，對防災減災、氣候變化做出及時的預報。（2）受地區環境限制較少。利用遙感監測可進行復雜區域的探測。如在沙漠、沼澤、高山峻嶺等自然條件惡劣，人類難以到達的地域等，為人類獲取各種寶貴資料。（3）具有多光譜特性，可獲取大量信息。利用不同物體具有不同的光譜特性，選用不同的遙感儀器進行監測，這樣就可以獲得不同波段的信息，使一些用人眼觀察不到的或未能被認識的一些物體特性和現象，在不同波段照片上可以被觀察到，延伸了人們認識事物的深度和廣度。

3 氣象監測遙感技術在各行業領域中的具體應用分析

當前，遙感監測技術在對全球進行探測和監測中，已經形成了一個從地面到空中乃至空間的全方位、立體化的觀測體系，在獲取地球資源與環境信息方面發揮著越來越重要的作用。這項技術已經廣泛應用于氣象、農業、林業、環保等領域，并且逐漸向縱深發展。

3.1 在天氣氣候監測方面的應用

（1）對氣溫、降水的預測。遙感監測的運用，使天氣情況的預報更加準確、及時。我國天氣預報的衛星云圖，都是風云系列氣象衛星攝取的。氣象工作者通過衛星云圖上黑白灰等不同的顏色，識別陰晴雨雪甚至霧霾不同的天氣情況。云圖每隔一段時間1幅，并根據云圖不同時間的變化，推斷天氣的發展變化趨勢，形成天氣預報。“風云四號”成功發射后，可每15 min對東半球掃描1次，最快每1 min生成1次區域觀測圖像，對天氣預報的準確率起到了重要的作用。

（2）對霧霾的監測。硫酸鹽、硝酸鹽和含碳的成分是組成大氣污染顆粒物的主要化學成分。利用衛星遙感技術，不僅可以收集到區域連續的監測數據，而且還可以捕捉氣溶膠、顆粒物及污染氣體的厚度、濃度。通過遙感監測結合地面顆粒物的觀測結果，能夠客觀反映污染物的傳輸、積累過程、影響和覆蓋的區域，進而估算霧霾污染的程度，對預防霧霾侵害起到一定的作用。

3.2 在農業氣象監測中的應用—以忻州市為例

忻州市位于山西省北中部，橫跨太行、呂梁兩山之間。全市包括14個縣（市、區），占山西省面積1/6。其中，87%為丘陵、山地。2017年，山西省公布最后的35個國家級貧困縣，忻州有11個。遙感監測技術的應用，對發現和優化忻州市農作物的種植面積、種植物長勢監測、產量估算、病蟲害的預防，實現貧困地區脫貧發揮著重要作用。

（1）對農作物實際播種面積的遙感監測與估算。2014年，忻州市選取了平川、丘陵、山區等3 359個農業樣點進行了監測。根據農作物不同的光譜和葉片結構特征，通過遙感衛星的監測記錄，估算出每種作物的種植面積。根據結果得知，在農作物的種植中，糧食作物占到了91.4%。其中，玉米的種植面積又占到了76.14%，而經濟作物和其他作物只占到3.45%和5.09%。

（2）對農業災害的監測。忻州市年平均氣溫在6.0～8.6℃，春季氣溫多變，秋季降溫急驟。在遙感監測中，發現受害作物在光譜反射率和溫度方面發生異常。根據這個特點，再結合其他相關數據，對作物受災害程度做出相應的評估，及時提醒人們進行補種、澆水、施肥排水等相應的防災、抗災措施。

3.3 在林業監測中的應用

（1）對森林火災的監測。自然界所有的物體，具有不同的波譜特性。森林在常態下的輻射稱之為背景輻射。森林燃燒時，產生的火焰、較高溫度的碳化物、水蒸氣、煙等具有自己的輻射帶。從遙感圖像中，利用燃燒時的輻射和背景輻射之間的差異，就可以發現火情并動態監測火情，為森林防火提供有利的技術支持。

（2）對森林儲量的估算。目前，遙感技術在森林蓄積量測算中的研究方法很多，但主要是用遙感信息參數與蓄積量之間的擬合關系法來估算蓄積量的。與傳統依靠人工作業估算不同，運用遙感技術監測森林蓄積面積，具有效率高、計算面積大、節省人力物力財力、準確性高等優點。此外，遙感監測技術在森林病蟲害的監測、林業生態建設工程等方面也發揮著重要的作用。

遙感監測技術自興起以來，因其所具有的獨特優勢，受到各行各業的青睞，為我國各領域進行深入的研究提供了強有力的技術保障和數據支持。今后，隨著遙感監測技術越來越進步，相信它在氣象監測各領域中將發揮更加重要的作用。

[1] 李曉霞，趙元慶．遙感技術的應用特點及方法探究．產業與科技論壇，2013，（17）

[2] 王潤清．霧霾天氣氣象學定義及預防措施．現代農業科技，2012，（07）