【关键词】数字化X线摄影；胸部摄影；高千伏；健康体检
随着影像设备及影像技术的发展，数字化X射线摄影系统（digitalradiography，DR）采用平板探测器进行影像直接转换，是计算机数字图像处理技术与X线放射技术相结合而形成的一种先进的X线摄影技术，DR具有密度分辨率高，成像速度快，图像动态范围广，图像清晰，简单方便的使用操作以及具有多种后处理等优点[1]。目前，我国肺癌发病率日益上升，占恶性肿瘤的首位，严重威胁着公众的健康，在健康体检中胸部摄影就更加广泛的重视和应用。笔者就如何更好使用DR，用低的辐射剂量得到高质量的胸部影像而做以下应用研究，现报告如下。
1材料与方法
1.1设备和器材数字化X线摄影系统（DR）为美国KodakDirectviewDR7500型，最大管电压150kV；0.6mm焦点，12：1密纹虑线栅。图像后处理工作站；KodakDryview8900型激光胶片打印机及PACS系统。
1.2研究对象收集本院体检中心2012年10-11月1800例健康体检者的DR胸部摄影，其中男1065例，女735例，年龄18～81岁，平均年龄46.7岁。
1.3摄影技术采用随机、开放和分组对照的方法，把体检者分成高千伏组和普通千伏组，900例一组，每组取样呈连续性，不分性别、年龄。两组病例摄取胸部后前立位，高千伏组摄影参数：管电压125kV，曝光量：使用自动曝光控件（automaticexposurecontrolAEC）（3.720.85）mAs，焦-屏距（SID）180cm，照射野43cm×43cm，滤线器（+）；普通千伏组摄影参数：管电压85kV，曝光量：使用自动曝光控件（automaticexposurecontrolAEC）（12.282.05）mAs，焦-屏距（SID）180cm，照射野43cm×43cm，滤线器（+）。
1.4图像评价方法两组X线片，根据kV、mAs、等参数以及《全国放射科QA、QC学术研讨会纪要》的标准，由1名主任医师，副主任医师2名，副主任技师2名，按照图像清晰度，对比度是否良好，位置是否标准，能否达到诊断要求等方面进行照片质量分析评估，分别评出甲级片、乙及片、丙级片、废片。当结果不一致时，由主任医师作最终评断。
2结果
2.1高千伏组与普通千伏组胸部图像质量统计结果见表1。
表2.2高千伏组与普通千伏组曝光剂量比较见表2。
2.3高千伏组与普通千伏组一次成功率比较见表3。
3讨论
3.1胸部高千伏摄影的优势胸部普通千伏摄影胸腔组织结构间有充分的对比，各组织间的密度差甚大，骨骼显示清楚，影像黑白分明，灰雾小。而高千伏摄影照片上能显示出较大范围的组织密度，微细结构的能见度增加，照片层次丰富，相应的扩大了诊断能力[2]。125kV的X线对人体各组织均有足够的穿透力。根据感光效应公式E=K·Vn·Q（K是常数，V表电压，表指数，Q指管电流），提高KV值可以相应缩短曝光时间，从而减小影像的运动模糊，提高图像清晰度[3]，减少患者及工作人员的辐射。
用低于90kV管电压摄影检查时，人体对X线吸收以光电效应为主，各部分结构影像密度的高低受其组织原子序数和厚度的影响较大。骨骼、软组织、脂肪和气体具有明显的影像密度差异，但是如果软组织、脂肪或气体与骨骼重叠在一个平面上，则前三者的影像会被密度高的骨骼影像所遮蔽而不便观察。随着管电压的升高，当电压达到120kV以上时，组织吸收一般则以散射效应（康普顿散射）为主，各部分结构影像密度的高低受其组织原子序数和厚度的影响减少，上述四项组织的影像密度与软组织和气体的影像密度相差不大，即使相互重叠也不致为骨影所遮盖，从而使与骨骼相重叠的软组织或骨骼本身的细小结构及含气的管腔等变得易于观察。结果是X线穿过人体后在胶片上形成的影像信息明显增多，照片影像层次比普通千伏摄影更加丰富。高千伏摄影因穿透力强，使常规摄影不能显示的心后肺组织、胸部重叠部位的肺纹理、胸腔积液的内部、肺门部位、软组织、气管显示及胸椎等部位得以显示，明显比普通片更好更清晰。可以基本显示整个胸椎的影像结构，肺门部的各种结构能显示清楚，从而减少漏诊、误诊的可能。
3.2DR的优势DR具有较高的量子检测率（detectivequantumefficiency，DQE）、极佳的调制传递函数（modulationtransferfunction，MTF）以及宽广的动态范围[4]。DR胸部影像灰阶动态范围大，线性好，影像层次丰富，并且具有多种后处理功能，可以对扫描图像进行窗宽、窗位的调节，通过测量影像的放大、缩小，对比度反转，影像边缘增强，切割显示等方法观察胸部的细微结构。通过后处理后可使由于曝光条件选择不当造成的背景噪声得以消除，可更加具体、特异性的改变胸部影像中某些结构的显示特性，使图像更加清晰、细腻，而且可以进行分级强化处理，达到更好的显示病变或兴趣区影像[5-6]。DR系统曝光后可以立即在显示器上成像，不需要等待较长的时间。DR曝光后至图像显示的时间为7～25s，可及时观察摄影效果，如果发现因为摄影不准确、体检者移动或屏气不佳、身体上有异物等原因造成的影像质量不符合诊断要求时，可以立即进行纠正并进行第二次摄影，避免了屏胶摄影、CR等摄影方式需要等较长的影像处理时间才能看到摄影效果的弊端。因此，减少了摄片后的等候时间，特别是在批量体检中大大提高了检查效率[7]。DR图像都是DICOM[8]信息图像，可以上传至医院PACS系统，进行图像储存、图像压缩、图像格式转换等操作。利用PACS系统可将图像远程会诊，作患者前后照片比较等操作。
3.3DR胸部健康体检的优势早期周围型肺癌临床症状不明显，多不伴有区域淋巴结及远处转移，X线平片是其筛选的首选方法，X线平片具有很高的空间分辨率和较好的密度分辨率，可以清晰显示肺野，除邻近纵隔等重叠部位的肺内病变外，在其他部位肺内病变的显示中具有较好的效果[9]。
3.4辐射防护最优化DR摄影质量控制的公认目标是在保证图像质量合格的前提下，使用尽可能低的辐射剂量。质量控制既包含图像和受检者辐射剂量，也涵盖相关的非受检人员所接受的散射线辐射剂量[10]。在本文中用125kV摄影个体曝光量是普通千伏个体曝光量的1/3，相应的工作人员所受辐射剂量也降低，从源头上做到防护最优化。鉴于我国国民经济的发展和健康水平提高，国民辐射防护意识会越来越强。因此，低辐射剂量显得更加重要。
3.5KodakDirectviewDR7500型X线机在体检使用心得锐柯DR7500具有成像速度快、成像质量高、自动记忆摆位、球管与探测器自动对中、球管与探测器自动跟随、自动SID（焦片距）保持功能等[11]。该机有自动曝光控件（automaticexposurecontrolAEC），其原理是通过设定不同的探测区域，在曝光前准确测量了打在患者身后X线胶片上的辐射剂量，当达到屏幕胶片联合使用的预定剂量时自动关闭X线系统，这保证了只采用最小的所需剂量，结果图像表现出一致的黑度，由于图像中的错误而使X线检复进行的可能性也得到减少，间接地减少了患者的照射剂量。通过自动曝光控制技术，配合其工作站上的多种处理模式，使成像质量稳定且操作简单化，无需进行任何调整和再处理[12]。锐柯DR7500使用的是三腔AEC，长方形，上半部分左右各一腔，下半部分正中一腔，共三腔。体检胸部时通常开上面两腔。另外该机探测器大（43cm×43cm），成像速度快，探测器刷新快，传输速度快，完成一例胸部正位只需要20s左右，很适合大规模健康体检。在胸部体检摄片时该机还可以用遥控板调节探测器高度，来适应不同身高的患者，从而减轻工作人员劳动强度，节省时间，提高效率。
在健康体检中DR行胸部摄影，采用高千伏技术在提高影像质量，降低曝光量，减少受检者辐射剂量，延长机器使用寿命等方面有明显优势。
参考文献
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遥感作为一种空间探测技术，至今已经经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。广义的讲，遥感技术是从19世纪初期（1839年）出现摄影术开始的。19世纪中叶（1858年），就有人使用气球从空中对地面进行摄影。1903年飞机问世以后，便开始了可称为航空遥感受的第一次试验，从空中对地面进行摄影，并将航空像应用于地形和地图制图等方面。可以说这揭开了当今遥感技术的序幕。
随着无线电电子技术、光学技术和计算机技术的发展，20世纪中期，遥感技术有了很大发展。遥感器从第一代的航空摄影机，第二代的多光谱摄影机、扫描仪，很快发展到第三代固体扫描仪（CCD）；遥感器的运载工具，从收音机很快发展到卫星、宇宙飞船和航天飞机，遥感信息的记录和传输从图像的直接传输发展到非图像的无线电传输；而图像元也从地面80m*80m，30m*30m，20*20m，10m*10m，6m*6m等发展非常迅速。
在这期间，我国遥感技术的发展也十分迅速，我们不仅可以直接接收、处理和提供和卫星的遥感信息，而且具有航空航天遥感信息采集的能力，能够自行设计制造像航空摄影机、全景摄影机、红外线扫描仪、多炮谱扫描仪、合成孔径侧视雷达等多种用途的航空航天遥感受仪器和用于地物波谱测定的仪器。而且，进行过多次规模较大的航空遥感试验。
近十几年来，我国还自行设计制造了多种遥感信息处理系统。如假彩色合成仪，密度分割仪，TJ-82图像计算机处理系统，微机图像处理系统等。应用范围几乎扩展到各行各业。如近年的第二次土地调查、森林防火、抗震救灾等等。
2.RS技术应用
RS技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术，声纳遥感技术，物理场（如重力和磁力场）遥感技术。电磁波遥感技术是利用各种物体/物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为：主动式遥感技术和被动式遥感技术。按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术，航空遥感技术、地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术，环境遥感技术，气象遥感技术，海洋遥感技术等。
常用的传感器：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪(MultiSpectralScanner，MSS)、专题制图仪（ThematicMapper,TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV（HighResolutionVisiblerangeinstruments）扫描仪、合成孔径侧视雷达（Side-LookingAirborneRadar，SLAR）。
常用的遥感数据有：美国陆地卫星（Landsat）TM和MSS遥感数据，法国SPOT卫星遥感数据，加拿大Radarsat雷达遥感数据。目前，主要的遥感应用软件是PCI、ERMapper和ERDAS。
近年来遥感技术广泛用于军事侦察、导弹预警、军事测绘、海洋监视、气象观测和互剂侦检等。民用方面：遥感技术广泛用于土地利用规划、农作物病虫害和作物产量调查、环境污染监测、海洋研制、地震监测、陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、测绘、考古调查和规划管理等。遥感技术系统包括：空间信息采集系统（包括遥感平台和传感器），地面接收和预处理系统（包括辐射校正和几何校正），地面实况调查系统（如收集环境和气象数据），信息分析应用系统。
2.1可见光遥感
应用比较广泛的一种遥感方式。对波长为0.4～0.7微米的可见光的遥感一般采用感光胶片（图像遥感）或光电探测器作为感测元件。可见光摄影遥感具有较高的地面分辨率，但只能在晴朗的白昼使用。
2.2红外遥感
又分为近红外或摄影红外遥感，波长为0.7～1.5微米,用感光胶片直接感测；中红外遥感,波长为1.5～5.5微米；远红外遥感,波长为5.5～1000微米。中、远红外遥感通常用于遥感物体的辐射，具有昼夜工作的能力。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。
2.3多谱段遥感
利用几个不同的谱段同时对同一地物（或地区）进行遥感，从而获得与各谱段相对应的各种信息。将不同谱段的遥感信息加以组合，可以获取更多的有关物体的信息，有利于判释和识别。常用的多谱段遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。
2.4紫外遥感
对波长0.3～0.4微米的紫外光的主要遥感方法是紫外摄影。
2.5微波遥感
电视照明能够在不同的层面影响电视的最终效果，在我国广电新闻的教研与实际操作中作用重大，但它仍属于一门新兴的技术与艺术高度结合的交叉学科。作为电视艺术不可或缺的重要组成部分，电视照明又是一种极难掌握与表现的艺术创作。近年来，随着人们文化生活水平的提高及人们对电视艺术审美能力的不断提高，对电视照明艺术的要求也越来越高。如何进一步提高电视照明的艺术品质，已是电视电影行业迫切需要解决的重要问题之一。本文不揣浅陋，根据数年的教学心得，提出提高电视照明艺术品质的几点意见，请方家指正。
一、注意光的色调与影调的完美结合
“光线，是揭示生活的因素之一。它是人和一切昼行动物大部分生命活动所赖以生存的条件……光线还能向眼睛解释时间和季节的循环。光线，几乎是人的感官所能得到的一种最辉煌和最壮观的经验，正因为如此，它才会……受到人们的顶礼膜拜。”①光是电视图像造型的重要手段，没有光就没有图像形象与空间。光线用来渲染气氛，突出重点，创造立体图像，赋予图像光色情调，构成图像视觉造型风格。电视照明艺术作为一种极其复杂的、具有戏剧性的照明，是以特殊的灯光效果作用于电视画面，使其达到一种独特的艺术效果。
不同色彩的光线都具有热烈、冷静等不同的象征意义，色调的冷暖进退与电视影调的高低起落之间有着天然对应的关系。在电视照明中，各种光的色彩在表达感情方面有着特殊的作用。正如美国著名摄影家法宁格所说，明亮的光线给人一种耀眼、明快和严肃的感觉，暗淡的光线常常表现忧郁、宁静和含蓄的情绪。因此，要想达到预期的画面及情节效果，就必须将光的色调与电视影调完美结合，按照情节的要求和创作意图，根据现有的灯光设备和场地条件，通过精心的布光设置与不同的蒙太奇组接手法来进行人物刻画、气氛渲染、空间展示等，从而表达出不同的情绪、格调和风格。例如，电视剧《希波克拉底誓言》是反映医务工作者医疗道德的作品，全剧采用白色的高调效果作为基调，在主光之外大量采用散射的辅助光和柔光，使全剧用光柔和，几乎没有阴影，光差很小。柔和均匀的光线造成一种圣洁的氛围，在与全剧内容的对比中，突出了它的批判性哲理内涵，也增加了它的形式美和艺术表现力。
二、充分利用高新科技，将技术与艺术完美结合
“光线是一切艺术在不同程度上所能触及、研究、探索、表现的对象。”②电视照明是艺术性和技术性高度融合的一门工作，其艺术性和技术性是一个有机整体，二者相互依存、协调统一、相辅相成，共同发展。近年来，随着现代科学技术的飞速发展，在电视照明技术领域，由于微电子技术、计算机应用技术、数字化技术、机电一体化技术、可靠性理论和技术等高新技术的广泛应用，电视照明设备已经进入一个全新的数字化时代，使得影视照明设备数字化、智能化、电脑化、网络化已成为不可避免的发展趋势。而拥有这些先进的、功能强大的灯具和操控系统，灯光设计师就可以借助现有的技术设备来充分扩展自己的创作思维，增强艺术表现手法，在大大提高电视作品技术质量的同时进一步为画面的艺术效果提供坚实的硬件保障。
同时，电视艺术是源于生活而高于生活的一种综合性的艺术形式，失去了艺术家的主观能动性与艺术再创造，就无法达到比较完整的艺术境界而最多只是记录画面的工具而已。电视摄像用光艺术的原则应该是科学而艺术地运用光线和色彩，将灯光光线、灯光色彩、灯光造型与电视情节紧密结合，通过光线的扬抑、隐现、虚实、动静以及投光面积和角度，营造画面的空间气氛变化效果，因此对于表现对象的研究无比深入细致，以利于塑造电视情节特定的空间意象，在强调视觉中心的同时强化电视艺术效果。
因此，在电视创作过程中，应当充分利用高新科技所达到的效果，以一种现代艺术的眼光去审视、去创作。在遵循电视创作基本原则的基础上进行布光拍摄，从而达到最为真实的生活艺术效果。
在创造光线时，我们可以适当安排光线的投射方向、强度和分布，模拟出不同的光线条件产生不同的光线感染力。在谈到刚刚结束的北京奥运会的开闭幕式灯光设计时，其灯光总设计师沙晓岚是这样说的：“既要考虑电视转播的要求，又要考虑现场观众的视觉，灯光艺术效果的高品位美学追求、多媒体技术的应用是本届开幕式舞台技术的一大特点，灯光设计与之有机地结合，融为一体。”此次奥运会开、闭幕式根据创意的要求和结合国家体育馆“鸟巢”结构的特点，配备了各种电脑灯具近3000台，全方位、立体化地满足灯光艺术照明、艺术造型的需要。特别是使用了140多台大功率数码投影设备，使活动影像、视频影像可灵活地出现在表演区、大型道具和体育场结构沿口立面，营造了灯光的“多维”效果。其中，“鸟巢”结构的沿口立面自然形成了一个高14米、周长500米的空中环幕，63台大型数码投影机3机重叠，组成了21组互相连接的画面。21组画面的边缘自然融接，毫无痕迹，可谓天衣无缝。
三、尽快培养高素质的电视照明工作者
“一切艺术都是以人的参与为基础的。”电视照明是依靠光与色彩的时空变化来渲染剧情，增强演出效果的专门技术，尤其注重知行合一式的实践与运作，对人才的依赖特别大。作为电视照明的工作人员，必须具有较高的综合素质，要有较好的文化素养和丰富的想象力及快速的构思能力，能在各种条件情况下，运用光线进行艺术创作，在电视屏幕上还原或再造真实、理想的时空画面。要达到如此境界，电视照明工作者就必须在照明实务工作中注意以下几个方面：
第一，要认真钻研艺术理论与高新技术。如前所述，艺术修养是照明创造的美学基础，高新科技是达到良好效果的必由之路，二者缺一不可。我们的电视照明工作者往往是忙于工作实务而忽略了自己的艺术进修，致使业务水准提高不快。同时，进入数字时代之后，摄像与照明器材的更新换代极其迅速，不与时俱进便很容易行动滞后而无法站在学科与业务实践的前沿。
第二，要注意平时的积累，尤其是注意对现实生活的观察积累。丰富的想象力是电视照明工作者必须具备的基本素养之一，而丰富的想象力又来源于电视照明工作者脑中的艺术形象库存。如果脑中的库存空空，图像形象空空，要想对各种不同的场景气氛形象作出敏锐的反应，并通过光线和色彩来加以体现，是完全不可能的。因此，要有意识地及时充实、丰富脑中的形象库存，建立自己的资料库与业务档案。而且，电视照明工作者要在平时就养成注意观察周围光线变化，并对其进行分析、选择、提炼的习惯，注意观察生活中不同时刻物体表面的光影变化、不同时间的气氛变化和光线变化带来的色彩变化，同时将观察到的情况储存记录，以便在需要之时运用光线再现各种场景的光影效果。
第三，借鉴其他艺术门类，取长补短。电视照明是一个多学科的综合体。电视照明人员除应具有一定的艺术修养外，还应懂得光学、电学、计算机技术、机械学及其他与电视照明有关的专业，通过分析、借鉴和研究其他艺术门类的表现形式、创作方法、美学特征等，找出各艺术门类与电视照明艺术在创作构思、表现形式等方面内在的和外在的联系，取各艺术门类之精髓，不断提高电视照明的艺术特质，增强电视照明艺术的表现力和感染力。
四、加大团队合作力度，保持节目风格结构的统一
随着大工业社会的出现，各行各业的分工日趋细致，尤其是影视业的出现与成熟，更是各个部门通力协作的结晶。
电视是一门综合性的艺术，它涵盖了文学、戏剧、音乐、美术、化妆、服装、道具、摄影及照明等门类，相互之间有着密切的联系。一部影视作品的诞生是各个专业部门紧密合作的结果，是各个部门艺术创作的集合。影视照明作为这一综合艺术中的重要环节之一，在塑造人物性格、营造环境气氛、提高画面质量等方面起着举足轻重的作用，同时也是当代电影电视追求艺术效果的重要技术指标。因此，电视照明工作者在影视布光过程中，必须首先摈弃“为灯光而照明”的单纯技术观念，了解各个部门缺一不可的有机联系。其次，必须熟读剧本、了解剧情，把握剧中人物的内心世界，做到心中有数。同时，要与导演、摄影和美术师等随时进行充分的沟通，在拍摄前达成共识，并制订详尽的照明工作计划，准确地做好照明灯光器材的预算，完成好整部作品的灯光设计，精心地做好各种灯光器材、用材的准备，同时要与各部门、各工种之间密切配合，以保证照明工作在拍摄过程中安全、有序、有效地进行。
总而言之，在照明设计的整个过程中，要想提高电视照明的艺术特质，就必须树立“一盘棋”的团队协作意识，上下左右互助互动；认真协调好每一个工作细节，加大团队的合作力度与艺术创造质量，在有限的条件下创造出最美好的画面。
法国著名雕塑家罗丹说过：“他们用自己的眼睛去看别人见过的东西，在别人司空见惯的东西上能够发现出美来。”③在光线里发现美、创造美，是新时代与新技术赋予我们的责任。只有在技术与艺术的完美结合下，我们才能追求理性基础上的创意和个性，才能产生优秀而具有艺术魅力的电视作品，铸造出新的银幕经典。同时，电视照明艺术表现手法的多样性和无规律性以及人的审美需求的发展，使得电视照明技术有了一个施展和发挥的舞台，客观上促进了技术的不断改进和完善。
注释：
①鲁道夫・阿恩海姆[美]：《艺术与视知觉》，第410页。
②李兴国：《电视照明艺术》，第1、2页。
③《罗丹论艺术》，人民出版社，1978年版，第5页。
【关键词】激光雷达；发展趋势；应用；星载激光雷达
【中图分类号】TN958.98
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）12-0025-01
引言
激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术，应用范围和发展前景十分广阔。以往的传感器只能获取目标的空间平面信息，需要通过同轨、异轨重叠成像等技术来获取三维高程信息，这些方法与LiDAR技术相比，不但测距精度低，数据处理也比较复杂。正因为如此，LiDAR技术与成像光谱、合成孔径雷达一起被列为对地观测系统计划中最核心的信息获取与处理技术。激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。
一、激光雷达的工作原理
激光雷达是一种雷达系统，是一种主动传感器，所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间，主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。工作原理为：首先向被测目标发射一束激光，然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数，从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。除此之外，还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。激光雷达的作用就是精确测量目标的位置（距离与角度）、形状（大小）及状态（速度、姿态），从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。
二、激光雷达的现状及应用
激光技术从它的问世到现在，虽然时间不长，但是由于它有：高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点，因而在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。LiDAR技术在西方国家发展相对成熟，已经投入商业运行的激光雷达系统（主要指机载）主要有Optech（加拿大）、TopSys（法国）和Leica（美国）等公司的产品。
（一）军事方面的应用
目前，在水雷探测激光雷达、化学试剂探测激光雷达、大气监测激光雷达、生化陆战激光雷达等方面已经有了很大的成就。另外，中国的攻击激光雷达已经相当的先进，包含着世界最尖端的五大核心技术：激光材料研究的突破、激光辐射材料物理机理及成像图谱研究的突破、一次性快速跟踪定位控制技术的突破、高密度能量可逆转换载体材料的突破、激光成像技术的突破。
（二）测风方面的应用
多普勒测风激光雷达具有高分辨率、高精度、大探测范围、能提供晴空条件下三维风场信息的能力。多普勒测风激光雷达利用光的多普勒效应，测量激光光束在大气中传输及其回波信号的多普勒频移来反演空间风速分布。主要有相干（外差）探测和非相干（直接）探测两种方式。
（三）气象方面的应用：我国已经建立12个沙尘暴长期观测站，首次形成全国性的沙尘暴监测网络。可以通过先进的观测、模拟和卫星遥感的联合研究，查明中国沙尘暴发生的确切源地，科学地分辨气象、气候条件变化等自然因素和沙漠化土地增加等人为因素对沙尘暴的影响，为准确预警、预报沙尘暴，制定全面高效的防治计划提供科学依据。
（四）医学方面的应用
美国能源部所属的OakRidge国家实验室开发出一种集成了激光和雷达系统的系统，这种系统可以减轻烧伤病人的痛苦。研究人员希望这种同频连续波激光雷达映射系统，可以从病人身体上去除坏死的皮肤和肌肉。这种新系统可以对烧伤病人的体表组织进行三维的激光雷达定位探测，以确定损害程度。利用探测定位结果，激光可以自动除去坏死的组织以利于新组织生长。
（五）水土保持监测中的应用
目前，全国由于建设开发的影响，给水土流失治理带来很大的难度，据调查，全国每年由于开发建设使水土流失面积达到1.00×104平方千米由以上。由于激光雷达在测量精度上比传统方法测量结果要精细许多，更真实、可信；而且，可详细反映所测场地的形态，轻松实现三维建模，从而真正实现了非接触式测量，大大减少了外业工作量，降低了外业危险；并且可对开挖边坡、崩岗、山体滑坡等许多形式的水土流失进行测量，使传统水土保持走上“精耕细作”之路。
三、激光雷达的发展趋势
（一）星载激光雷达
星载LiDAR以卫星作为平台，其运行轨道高、观测范围广、观测速度快，受地面背景、天空背景影响小，具有高分辨率、高灵敏度的特点，几乎可以触及世界的每一个角落，为三维控制点和数字地面模型（DEM）的获取提供了新的途径，在国防或是科学研究等领域都具有十分重大的应用价值和研究意义。星载LiDAR还具有观察整个天体的能力，实现天体测绘、全球信息采集、全球环境监测、农业林业资源调查、大气结构成分测量等。此外，星载LiDAR在植被垂直分布测量、海面高度测量、云层和气溶胶垂直分布测量以及特殊气候现象监测等方面也可以发挥重要作用。目前，国际上发展的星载激光雷达有：美国的NASA/LaRC星载差分吸收雷达、月球观测Clementine系统、火星勘探者的MOLA-2系统、观测空间小行星的NRL系统、地球观测的GLAS系统、后向散射雷达ATLID。研究和解决星载Li-DAR的关键技术，建立起自己的星载LiDAR系统，将会是我国激光雷达的重要的发展方向。
（二）战场侦察激光雷达
激光雷达有可能成为重要的侦察工具和手段。美国雷西昂公司正在试验使用GaAA激光行扫描传感器制造ILR100成像激光雷达，此设备可以安装在商性能飞机和无人机上，在120-460米的高空执行侦查任务。侦查的影像可实时地传送到飞机上的阴极射线管显示器上或通过数据链路直接发送至地面接受站。
（三）测风激光雷达
测定风速对研究气候变化、提高天气预报的精度、监测机场气流、优化飞机航线以及在军事、火箭发射等方面具有非常重要的意义。目前来看，2μm左右的全固化相干激光雷达及发射在紫外波段的非相干激光雷达将是未来发展的重点。
（四）激光雷达寻的器
激光雷达可以提供以距离和强度为基础的高分辨率影像，使空地武器具有自主精确制导能力。激光雷达寻的器能形成目标的三维影像，确保准确地识别目标。目前，美国空军赖特实验室与海军联合开展了一项基于固态激光雷达演示计划，目的就是完成激光雷达寻的器和自主式捕获目标。激光雷达寻的器将会安装在AGM-130、联合空地远程导弹上，以提高自主制导的能力和打击精度。
关键词：环境；污染；遥感技术
引言
随着我国经济的高速发展，环境污染和生态破坏日益严重，突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一，正发挥着不可替代的作用。遥感技术是获取环境信息的有力手段，是实现这一目的的极有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况，正确评价环境质量，寻求改善生态环境的途径和措施，具有重要的意义。
1遥感技术概述
1.1基本概念
遥感技术是从卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技术。它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。
1.2特点
遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低、质量高，便于进行长期动态监测等优势，还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态，因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等方面.其最重要的作用是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量，快速进行污染源的定点定位、污染范围的核定、大气生态效应、污染物在水体、大气中的分布、扩散等变化，从而获得全面的综合信息。
2环境污染遥感监测技术
遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术，根据所利用的波段，遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、微波遥感技术三种类型.当前，遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理和军事侦察等诸多领域。
3环境污染遥感监测技术的应用
3.1水环境污染遥感监测
对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的，可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。遥感监测视野开阔，对大范围内发生的水体扩散过程容易通览全貌观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点.从而查明污染物的来龙去脉。
3.1.1泥沙污染及水体浑浊度分析
水体中泥沙含量增加使水反射率提高.随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移.又由于水体在0.93～1.13μm附近对红外线吸收多，不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段.定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段应在0.65～0.85μm之间。
3.1.2城市污水监测
城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物，它们分解时耗去大量氧气，使污水发黑发臭，当有机物严重污染时呈漆黑色，使水体的反射率显著降低，在黑白像片上呈灰黑或黑调的条带.使用红外传感器，能根据水中含有的染料、氢氧化合物、酸类等物质的红外辐射光谱弄清楚水污染的状况.水体污染状况在彩红外像片上有很好的显示，不仅可以直接观察到污染物运移的情况，而且凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物，可追踪出污染源。
3.1.3废水污染和水体热污染调查
废水由于水色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水污染一般用多光谱合成图像进行监测，有的根据温度的差异也可用热红外方法测定.热污染使用红外传感器，能根据热效应的差异有效地探测出热污染排放源，热红外扫描图像主要反映目标的信息，无论白天、黑夜，在热红外像片上排热水口的位置、排放热水的分布范围和扩散状态都十分明显，水温的差异在像片上也能识别出来.利用光学技术或计算机对热图像作密度分割，根据少量同步实测水温，可正确地绘出水体的等温线.因此热红外图像能基本上反映热污染区温度的特征，达到定量解译的目的。
3.2大气污染遥感监测
大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及变化。对于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱，可以通过测量大气的吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来。
3.2.1有害气体的监测
人为或自然条件下产生的SO2、氟化物等对生物肌体有毒害的气体，通常采用间接解译标志进行.植被受污染后对红外线的反射能力下降，其颜色、纹理及动态标志都不同于正常的植被，如在彩红外图象上颜色发暗、树木郁闭度下降、植被个体物候异常等，利用这些特点就可以间接分析污染情况.对于地面污染，例如农田遭受污染之后，作物的生长将起特殊变化，地下水的污染也会引起地面植被的变化，与正常生长区的作物有不同的光谱表现.多光谱成像仪能监测这些变化，从而圈定地面污染分布范围，进一步对地面污染预防规划。
3.2.2臭氧层监测由于臭氧对0.3μm以下紫外区的电磁波吸收严重，因此可以用紫外波段来测定臭氧层臭氧含量的变化.在2.74μm处有个吸收带，可以用频率为11083MHz的地面微波或用望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布.又由于大气中臭氧含量高则温度高，又可以用红外波段来探测。
4发展趋势
遥感影像获取技术方面，随着高性能新型传感器的研制开发水平的提高以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。雷达遥感技术具有全天候全天时影像的获取能力以及对一些地物的穿透能力，将得到更广泛的应用。以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统必将是当前及今后遥感技术发展的重要方向之一。
遥感信息模型的发展方面，遥感信息机理模型的发展和拓宽，特别是不确定性遥感信息模型与人工智能决策支持系统的开发与综合应用也将是一个重要研究和应用方向。将环境污染遥感监测技术（RS）与地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GeographicInformationSystem，GPS）、专家系统（ExpertSystem，ES）技术集成，利用环境污染遥感监测集成系统，可以大大提高环境监测的科学性，合理性及智能化程度，从而大扩展环境监测的应用范围，开发集GPS、RS、GIS、ES于一体、适合环境保护领域应用的综合多功能型的遥感信息技术，也将是今后环境遥感技术的发展趋势。
5结束语
当前，我国环境污染遥感监测技术应依托我国的对地观测技术和对地观测系统的发展计划，同时充分利用国际上资源环境卫星系统，开展广泛的国际合作和交流，大力发展我国的环境污染遥感监测技术，并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法，采用遥感技术与地面监测相结合的方法，建立我国的环境污染遥感监测系统。
参考文献
[1]李晓雪.基于遥感技术的环境监测应用分析[J].自动化与仪器仪表，2015（04）
【关键词】GIS设备；SF6气体；检漏处理；检测技术
随着科技的进步出现了多种SF6气体检测技术，极大地丰富了检漏处理手段和方法。本文主要从检测技术的角度来探讨GIS的SF6气体检漏及处理，首先介绍了几种传统检测技术，接着着重分析了新兴的检测技术。通过对几种检测方法的介绍，希望能够对大家的SF6气体检漏处理工作有所帮助。
1.传统GIS的SF6气体检测技术
传统GIS的SF6气体检漏方法以肥皂气泡法、密封胶检测法、“卤素效应”检漏法、抽真空检漏法、热导检测器法、包扎法为主，具体检漏及处理方法如下：
1.1抽真空检漏法
在SF6气体充入GIS设备之前先抽空里面的空气，并使设备在真空状态保持一段时间，然后测量真空度降低值，然后与标准值比较，根据比较结果判断充入SF6气体后是否会泄漏。该方法由于检漏时间较长、适用范围较小、精度较差、成本大，且需要大型真空泵真空计，已经很少使用，主要用在大修或出厂后检漏[1]。
1.2肥皂气泡法
把肥皂水涂抹在GIS设备的疑似泄漏点，如果产生新的气泡，则有泄漏，否者没有。该方法的优势是不需要使用仪器，但不足之处是无法评估泄漏量大小、检测范围有限、精度较差、检测范围有限、检漏所需时间较长，且无法带电检测。
1.3密封胶检测法
此法与肥皂气泡法相近，是将密封胶抹在GIS设备的疑似泄漏点，如果起泡，则有泄漏，否者没有。该方法的优势是不需要使用仪器，但不足之处是无法评估泄漏量大小、检测范围有限、精度较差、检测范围有限、检漏所需时间较长，且无法带电检测。
1.4包扎法
塑料薄膜包扎GIS设备的疑似泄漏点，然后对包扎部位SF6气体的含量用SF6定量检测仪进行检测。该方法主要应用于大修或出厂后检漏，精度较差，检测结果容易受包扎严密程度的影响。
1.5“卤素效应”检漏法
当温度达到一定的要求时，金属铂会发射正离子，如果发生了SF6气体泄漏，那么金属铂会加速发射正离子，如果没有气体泄漏，则发射速度不变或变化较小。该方法可精确定量检漏，也可定性检漏。不过如果SF6气体正在泄漏，该方法无法准确测量气体浓度，但区域内的气体稳定时该方法才能精确测量[2]。该方法性能不稳定、工作量大，在室外现场使用时容易受环境因素的影响，微风就可影响检漏结果。
1.6热导检测器法
不同组分与载气之间有不同的热导系数，如果组分中有泄漏的SF6气体，则当组分再次通过热导池时，热敏元件温度就会因组分的变化而发生相应的变化，而电阻阻值受温度的影响，电阻变化内部电桥出现不平衡，继而输出电压信号，根据电压信号来判断是否出现SF6气体泄漏。该方法可精确定量检漏，也可定性检漏，其缺点是性能不稳定、受现场环境影响较大、漏点检测不够直观。
2.新兴GIS的SF6气体检漏及处理
2.1激光成像检漏技术
SF6分子能吸收红外光能量，SF6激光成像检漏技术正是利用了SF6气体分子的这种特性。检测仪器向被测物体发射红外激光进行扫描，如果有SF6气体泄漏，则反射回来的红外光能量就会减少，继而判断出有气体泄漏，且能根据减少量测出泄漏量。如果没有SF6气体泄漏，则成像仪产生的背景图像与普通反向散射阳光产生图像相同。如果有SF6气体泄漏，检测系统接收到的激光强度就会减弱，激光成像仪在拍摄区域拍摄到的视频图像就会出现烟雾状阴影。SF6气体浓度越大，激光被吸收的越多，这种烟雾状阴影就越明显。通过烟雾状阴影，本不可见的SF6气体就会在视频中表现出来，比如泄漏点、气体的运动方向，使得泄漏处理更加的有针对性[3]。激光成像检漏技术在SF6检漏技术的发展史上具有里程碑式的意义，极大地缩减了检测所需时间，也很好地实现了可视化带电检测，但该技术仍有许多不足之处，比如容易受外界气流流动速度、湿度的影响；检测仪器耗电量大、体积庞大、使用不方便；传感器灵敏度会影响到激光成像，无法显示轻微的气体泄漏；不能检测没有反射背景的设备。
2.2红外成像技术
空气很少吸收红外线，但SF6气体却对红外线吸收极强，这使得在红外线照射下空气和SF6气的成像有较大的差别，SF6气体的浓度越高差别越大，这主要是因为红外线被SF6气体吸收后，SF6气体周围的温度会有所升高，而空气很少吸收红外线，其周围温度变化不大，根据温度之间的差别能观察到SF6气体的泄漏点和方向，使得不可见的SF6气体在红外成像下可见[4]。红外成像技术是目前最常用的SF6检漏技术，有效克服了传统检漏技术的不足，具有较大的社会效益和经济效益，例如：该技术可远距离、非接触检测，能保障检测人员的安全；由于该技术成像良好，不需要激光补助能量，这使得设备较小，适用于各种外界环境；不仅现场检测，且现场检测效率高，工时段；该技术检漏不必断电，避免了断电造成的损；大部分红外成像设备同时具有可见光、红外线成像功能，且成像方式可同时采用图像、视频两种，极大地方便了后期分析；该技术能检测到微量的SF6气体泄漏，检测用时短，操作简单。
根据笔者多年的工作经验，利用红外成像技术来检测SF6气体泄漏，应注意操作顺序，较为常用的操作顺序是，先检测密度继电器，然后依次是阀门、管道、法兰、本体，其次是转角GIS、底座，最后是空间狭小的部位。此外，还要注意以下几点：最为GIS设备的辅助测试部件，密度继电器内部多为二次元件，容易出现SF6气体泄漏，应在安装、运行、维护各个阶段对其进行密封性试验；铜焊接、硬连接等工艺在SF6气体管道中较为常见，极容易因焊接处开裂或有砂眼、密封圈质量不佳、密封垫安装时出现位置偏差等问题在生产、安装环节就埋下SF6气体的伏笔；法兰容易因密封圈质量不佳、未按照对角紧固、拧螺丝时力矩过大过小而出现漏气，漏气主要集中在法兰的底座、中间、顶部；如果焊接工艺不过关、壳体浇筑质量控制不严，GIS设备会出现焊孔、砂眼，如果我们交接验收不认真、应付了事则不会发现这些问题，这也是GIS设备运行一段时间后出现SF6气体泄漏的主要原因；某些空间狭小的部分在漏检时容易被忽略，而这些部位也可能会导致气体泄漏，应在运行阶段加强检测。
结束语：
GIS的SF6气体检漏及处理方法和措施有很多，在实际的应用中应根据具体情况进行选择，如在较平整的部位可用肥皂泡检测法或密封胶检测法。较之传统的检测方法，新的检测技术更快捷、更方便也更精确。如果没有特殊的要求，笔者建议采用红外成像技术进行检测，尽管该技术不能定量检测，但能较为快速、方便地确定泄漏点和方向。如果需要进行定量检测，可在红外成像检测的基础上加用包扎法。总的来说，在GIS的SF6气体检漏及处理中应大力推广红外成像技术，并注重其他检测方法的配合使用，以提高气体检漏工作效率以及现场检测的规范性。
参考文献：
[1]蔡涛，王先培，黄云光等.SF6气体及其衍生物的红外光谱分析[J].光谱学与光谱分析，2010，30（11）：2967-2970.
[2]季严松，王承玉，杨韧等.SF6气体分解产物检测技术及其在GIS设备故障诊断中的应用[J].高压电器，2011，47（2）：100-103，107.