遙感概論水體相關(guān).ppt

水體遙感 1 水體遙感的意義2 水體遙感的原理3 水體遙感的應(yīng)用4 水體遙感的波段 小田 www iloveppt org TM影像水體遙感探測最佳波段組合選擇 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org THANKS 第三小組 小田 www iloveppt org 水體遙感的應(yīng)用 1 水域界限的確定在可見光范圍內(nèi) 水體的反射率總體上比較低 不超過10 一般為4 5 并隨著波長的增加逐漸降低 到0 6 m處約2 3 過了0 75 m 水體幾乎成為全吸收體 因此 在近紅外的遙感影像上 清澈的水體呈黑色 為區(qū)分水路界線 確定地面上有無水體覆蓋 應(yīng)選擇近紅外波段的影像 2 水溫的探測水體的熱容量大 在熱紅外波段有明顯特征 白天 水體將太陽輻射能大量地吸收儲存 增溫比陸地快 在遙感影像上表現(xiàn)為熱紅外輻射低 呈暗色調(diào) 夜間 水溫比周圍地物溫度高 發(fā)射輻射強(qiáng) 在熱紅外影像上呈高輻射區(qū) 為淺色調(diào) 因此 夜間熱紅外影像可用于尋找泉水 特別是溫泉 根據(jù)熱紅外傳感器的溫度定標(biāo) 可在熱紅外影像上反演出水體的溫度 NEXT 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org 水體遙感的意義 水是生態(tài)系統(tǒng)的血液 是地球環(huán)境中最重要和最有活力的因素 充足 優(yōu)質(zhì)的水資源是生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的重要保障 地球上的水資源總量有限 可以循環(huán)利用 然而水資源卻極易受到污染 還是污染物的載體 能導(dǎo)致污染物的擴(kuò)散和蔓延 水質(zhì)監(jiān)測是水質(zhì)評價與水污染防治的主要依據(jù) 隨著水體污染問題的日漸嚴(yán)重 水質(zhì)監(jiān)測成為社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大問題 尤其是內(nèi)陸水體 其水質(zhì)影響到了國民生產(chǎn)和人們的生活用水 因此 準(zhǔn)確 快捷的水質(zhì)監(jiān)測對內(nèi)陸水體顯得尤其重要 NEXT 小田 www iloveppt org 遙感在水體的應(yīng)用現(xiàn)狀 1 石油污染海上或港口的石油污染是一種常見的水體污染 探測石油污染的方法有很多 一種是利用0 3 0 4 m波段探測 因為石油在這一波段反射較弱 在紫外像片上油膜呈白色調(diào) 在可見光的藍(lán)色范圍 石油反射率較海水高 還有閃爍現(xiàn)象 油污的偽彩色密度分割片能很清楚的顯示排油源和油污范圍 在水面測定油污厚度后還可估計油污量 在熱紅外像片上 油膜呈深色調(diào) 據(jù)此也可測定油污 NEXT 小田 www iloveppt org 2 水體熱污染 例如發(fā)電廠排出的熱水 經(jīng)過冷卻湖回抽冷卻 使發(fā)電機(jī)降溫 熱水又重新排出電廠 這種循環(huán)用水的冷卻湖經(jīng)常需要測量湖水溫度 以便控制裝機(jī)容量及發(fā)電量 用8 14 m波段的熱紅外掃描儀進(jìn)行航空遙感 熱紅外圖像可顯示出熱污染排放 流向和溫度分布的情形 經(jīng)過密度分割處理 根據(jù)少量的同步實測湖水溫度 就可確切的繪出湖水等溫線 如果有連續(xù)的幾次熱紅外影像 還能求出熱水?dāng)U散的綜合擴(kuò)散系數(shù) NEXT 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org 3 廢水污染 廢水由于水色與懸浮物性狀千差萬別 特征曲線上的反射峰位置和強(qiáng)度也不一樣 廢水污染一般用多光譜合成圖像進(jìn)行監(jiān)測 有些污水和清潔水溫度也不一樣 可以用熱紅外方法測定 例如 酸 堿水 農(nóng)藥污水的在近紅外假彩色片上都有淡藍(lán)色的顯示 沿著河流拍攝航空假彩色像片 很容易發(fā)現(xiàn)污染源 凡是向河流排出污水的工廠 污水未經(jīng)處理凈化立刻可以被發(fā)現(xiàn) 根據(jù)污水與河水摻混 擴(kuò)散的情況 還可以估算污水量 NEXT 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org 福島核電站 小田 www iloveppt org 4 水體富營養(yǎng)化 生物體所需的磷 氧 鉀等營養(yǎng)物質(zhì)在湖泊 河口 海灣等緩流水體中大量富集 引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖 水體溶解氧含量下降 水質(zhì)惡化 魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象叫做水體富營養(yǎng)化 當(dāng)水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時 由于浮游植物導(dǎo)致水中的葉綠素增加 使富營養(yǎng)化的水體反射光譜特征發(fā)生變化 1 水體葉綠素濃度增加 藍(lán)光波段的反射率下降 綠光波段的反射率增高 2 水面葉綠素和浮游生物濃度高時 近紅外波段仍存在一定的反射率 NEXT 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org 5 泥沙污染 泥沙污染一是指含沙量 二是指泥沙顆粒吸附有微量有害元素 定量判讀懸浮泥沙濃度的最佳波段應(yīng)在0 65 0 85 m之間 根據(jù)圖像上水體灰度變化情況推測水體受污染程度 用遙感的方法可以測量一定深度內(nèi)的含沙量平面分布情況 例如在MSS5波段的影像上 含沙量高則呈白色調(diào) 清水呈暗色調(diào) NEXT 小田 www iloveppt org 小田 www iloveppt org 圖為2010年4月20日 墨西哥灣的一座美國鉆井平臺發(fā)生爆炸 造成的石油泄漏 小田 www iloveppt org 水體遙感的原理 水體的光譜特征太陽光譜照射到水面 少部分 約占3 5 被反射回空中 大部分入射到水體 入射到水體的光 又大部分被水體吸收 部分被水中懸浮物 泥沙 有機(jī)質(zhì)等 反射 少部分投射到水底 被水體吸收和反射 被懸浮物反射和被水體反射的輻射 部分返回水面 折回到空中 因此