《遙感應(yīng)用》 (2)ppt課件

1、7.1 地質(zhì)遙感7.1.1巖性的識別1. 巖石的反射光譜特征 巖石的反射光譜特征與巖石本身的礦物成分和顏色親密相關(guān)。由石英等淡色礦物為主組成的巖石具有較高的光譜反射率，在可見光遙感影像上表現(xiàn)為淡顏色。鐵鎂質(zhì)等深色礦物組成的巖石，在影像上表現(xiàn)為深顏色。 巖石光譜反射率受組成巖石的礦物顆粒大小和外表粗糙度的影響。礦物顆粒較細，外表比較平滑的巖石，具有較高的反射率。反之，反射率較低。 巖石的外表濕度對反射率有影響。 巖石外表風(fēng)化程度的影響。2. 三大巖類的判讀1堆積巖的判讀顏色：堆積巖假設(shè)以淡色礦物為主，巖石風(fēng)化面顏色又較淺反射率偏高，顏色較淺；以暗色和雜色礦物成份為主，風(fēng)化面顏色較深，反射率偏低，

2、顏色偏深。圖形：堆積巖普通具有明晰的層理，在衛(wèi)星圖像上多呈條帶狀、條紋狀。碎屑巖：主要是以其明晰的層理作為判讀的重要標(biāo)志。普通呈較典型的條帶狀空間特征，邊境比較明晰，構(gòu)成的山嶺、谷地也較明晰。鞏固堆積巖：衛(wèi)星圖像上石英巖常構(gòu)成正地形,較松軟的泥巖和頁巖常構(gòu)成負地形。粘土巖的基巖裸露地，普通呈現(xiàn)細條紋或條紋夾條帶的圖形。碳酸鹽巖：由于具有不同程度的可溶性，在不同的氣候條件下，顏色、圖形特征的差別較大。 在高溫多雨的氣候帶內(nèi)，巖石被溶蝕的速度快，構(gòu)成各種典型的喀斯特別貌。在高分辨率的衛(wèi)星影像上可以察看到各種喀斯特別貌類型。 在半枯燥區(qū)和枯燥區(qū)，化學(xué)溶解作用較弱，因此石灰?guī)r成為較強的抗物理風(fēng)化的巖石

3、，地表缺乏典型的喀斯特別貌，在影像上區(qū)別較困難。2巖漿巖的判讀 在巖漿巖中，酸性、中性、基性和超基性的反射光譜特性有明顯的變化規(guī)律：從酸性到超基性，隨著SiO2含量減少，鐵鎂質(zhì)礦物含量逐漸增高，反射率逐漸降低，顏色隨之變深。3蛻變巖的判讀 正蛻變巖的光譜特性及其顏色特征與巖漿巖類似；負蛻變巖與堆積巖和部分巖漿巖類似。7.1.2地質(zhì)構(gòu)造的識別1.程度巖層的識別2.傾斜巖層的識別3.褶皺及其類型的識別4.斷層及其類型的識別5.活動斷裂確實定7.1.3構(gòu)造運動的分析7.2.1 水體的光譜特征 在可見光波段0.6m之前，水的吸收少、反射率較低、大量透射。其中，水面反射率約5%左右；水體可見光反射包含水

4、外表反射、水體底部物質(zhì)反射及水中懸浮物質(zhì)的反射。 對于清水，在藍綠光波段反射率4%5%，0.6 m以下的紅光部分反射率降到2%3%，在近紅外、短波紅外部分幾乎吸收全部的入射能量。電磁波與水體的相互作用： 1水體的散射與反射主要出如今一定深度的水體中，稱為“體散射。水體的光譜特性主要表現(xiàn)為體散射而非外表反射。 2分開水面的輻射部分，除了水中散射光的向上部分外，還應(yīng)包含在日光鼓勵下水中葉綠素經(jīng)光協(xié)作用所發(fā)出的熒光。 3水面入射光譜中，僅有可見光才透射入水，其他波段的入射光或被大氣吸收或被水體外表吸收。1. 水體光譜特征與水中葉綠素含量的關(guān)系 隨著葉綠素含量的不同，在0.430.70 m光譜段會有選

5、擇地出現(xiàn)較明顯的差別。在波長0.44 m處有個吸收帶。0.40.48 m藍光反射輻射隨葉綠素濃度加大而降低；在波長0.55 m處出現(xiàn)反射輻射峰，并隨著葉綠素含量添加，反射輻射上升。2.水體光譜特征與懸浮泥沙含量的關(guān)系 隨著水中懸浮泥沙濃度的添加，水體在整個可見光譜段的反射亮度添加，水體由暗變得越來越亮，同時反射峰值波長向長波方向挪動，即從藍綠更長波段挪動。3.水體光譜特征與水深的關(guān)系 對于清澈的水體，近水面的曲線形狀近乎于太陽輻射，隨著水深的增大，水體對光譜組成的影響增大。在20m處，由于水體對紅外波段光的有效吸收，近紅外波段的能量幾乎不存在，僅保管藍綠波段的能量。 同光陰對水的穿深才干還與水

6、體渾濁度有關(guān)。隨著水中懸浮物質(zhì)含量的添加，反射率明顯加強，透射率明顯下降。最大透射波長向長波方向挪動。4.水體光譜與水溫的關(guān)系 白天，水體將太陽輻射能量大量地吸收儲存，增溫比陸地慢，在遙感影像上表現(xiàn)為熱紅外波段輻射低，呈暗顏色。在夜間，水溫比周圍地物溫度高，發(fā)射輻射強，在熱紅外影像上呈高輻射區(qū)，為淡顏色。5.水體污染的探測 可以采用遙感的方法探測到水體的污染的情況為： 水體污染物濃度較大且水色顯著變黑、變紅或變黃，并與背景水色有較大的差別時。 水體高度富營養(yǎng)化。 水體遭到熱污染。7.3.1 葉片和植被構(gòu)造1.葉片構(gòu)造 葉片的最上邊是上表皮,下層為下表皮，上下表皮之間是柵欄組織和海棉組織。柵欄組

7、織是由葉綠素和其他色素組成；海棉組織由相互分別的不規(guī)那么細胞組成。2.植被構(gòu)造 從植物與光的相互作用出發(fā)，植被構(gòu)造主要指植物葉子的外形，大小，植被冠層的外形、大小以及幾何與外部構(gòu)造。7.3.2 植物的光譜特征1.葉片的光譜特征 安康植物的波譜曲線有明顯的特點，在可見光0.55 m附近有一個反射率為1020%的小反射峰。在0.45 m和0.65 m附近有兩個明顯的吸收谷。在0.70.8 m是一個陡坡，反射率急劇增高。在近紅外波段0.81.3 m之間構(gòu)成一個高的，反射率達40%或更大的反射峰。在1.45 m，1.95 m和2.62.7 m處有三個吸收谷。2.影響植物光譜的要素 葉子的顏色： 葉子的

8、組織構(gòu)造： 葉子的含水量： 植物覆蓋程度：7.3.3 不同植物類型的區(qū)分1.不同植物由于葉子的組織構(gòu)造和所含色素不同，具有不同的光譜特征。如圖：2.利用植物的物候期差別來區(qū)分植物，也是植物遙感重要方法之一。3.根據(jù)植物生態(tài)條件區(qū)別植物類型。7.3.4 植物生長情況的解譯 安康的綠色植物具有典型的光譜特征，當(dāng)生長情況發(fā)生變化時，波譜曲線形狀也會隨之改動。 植物遭到病蟲害影響時會因缺乏營養(yǎng)和水分而生長不良，葉子吸收比例會發(fā)生變化，使可見光的兩個吸收谷不明顯。近紅外的變化更明顯，峰值被削低，甚至消逝。7.3.5 大面積農(nóng)作物的遙感估產(chǎn) 大面積農(nóng)作物的遙感估產(chǎn)主要包括三方面內(nèi)容：一，農(nóng)作物的識別與種植

9、面積估算；二，長勢檢測；三，估產(chǎn)方式的建立；1. 可以根據(jù)作物的顏色、圖形構(gòu)造等差別最大的物候期的遙感影像和特定的地理位置等的特征，將其與其他植被區(qū)分開來。2.利用高時相分辨率的衛(wèi)星圖像對作物生長的全過程進展動態(tài)觀測。植被指數(shù)：是由遙感圖像的多光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)線性和非線性組合構(gòu)成的對植被有一定指表示義的各種數(shù)值。常用的植被指數(shù)的類型為：1比值植被指數(shù) 由于可見光紅光波段與近紅外波段對綠色植物的光譜呼應(yīng)非常不同，兩者簡單的數(shù)值比能充分表示兩反射率之間的差別，為比值植被指數(shù)。RNIRDNDNRVI2歸一化植被指數(shù)歸一化植被指數(shù)為近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差和這兩個波段數(shù)值之和的比值。RNIRRNI

10、RDNDNDNDNNDVI在植被遙感中，NDVI運用廣泛的緣由：1NDVI是植被生長形狀及植被覆蓋度的最正確指示因子。2NDVI經(jīng)比值處置，可以部分消除與太陽高度角、衛(wèi)星觀測角、地形、云和大氣條件有關(guān)的輻照度條件變化等的影響。3對于陸地外表主要覆蓋而言，云、水、雪在可見光波段比近紅外波段有較高的反射作用。3差值植被指數(shù)差值植被指數(shù)為近紅外波段與可見光紅波段數(shù)值之差。RNIRDNDNDVI4正交植被指數(shù) PVI表征著在土壤背景上存在的植被的生物量，間隔越大，生物量越大。065.11)(297. 2)(622. 1RNIRPVI3.遙感大面積農(nóng)作物估產(chǎn) 遙感大面積作物估產(chǎn)主要涉及3方面內(nèi)容：作物識

11、別、作物面積提取、作物長勢分析。在這3方面內(nèi)容綜合的根底上，建立不同條件的多種估產(chǎn)方式，進展作物的遙感估產(chǎn)。1作物識別與作物面積提取1遙感數(shù)據(jù)的采集與預(yù)處置 根據(jù)區(qū)域分布、作物類別、農(nóng)事歷等特點，選擇空間、波譜、時間分辨率相對應(yīng)的遙感圖像數(shù)據(jù)。 氣候衛(wèi)星數(shù)據(jù)周期短，對監(jiān)測作物全生長期的長勢動態(tài)變化有明顯優(yōu)勢，是作物估產(chǎn)不可短少的信息。 在遙感數(shù)據(jù)時像的選擇上，還要留意選擇不同作物最易識別或?qū)Ξa(chǎn)量最有意義的生長期。2作物專題信息的提取 采用植被指數(shù)法提取作物專題信息。如DNVI與作物覆蓋度關(guān)系親密，可以有效地提取面積信息；RVI反映作物長勢，可以提取生物量信息；PVI有效地濾去土壤背景及大氣的干

12、擾等。3作物面積的自動提取 遙感數(shù)據(jù)的自動分類 采用綠度分層技術(shù)自動提取作物面積 利用TM與NOAA數(shù)據(jù)結(jié)合提取作物面積4精度評價2作物長勢分析 以數(shù)量化的植被指數(shù)作為評價作物生長形狀的定量規(guī)范。在某一時辰的植被指數(shù)是該時辰作物長勢和面積的函數(shù)。當(dāng)面積相對穩(wěn)定時，植被指數(shù)的變化主要與作物長勢有關(guān)，能直接建立綠度與作物長勢的關(guān)系。結(jié)合地面知樣地的實測數(shù)據(jù)，可建立起各種不同條件下，單位面積產(chǎn)量與植被指數(shù)間的數(shù)量關(guān)系，即估產(chǎn)方式。7.3.6 遙感植被解譯的運用1 植被制圖 運用遙感影像進展植被的分類制圖，尤其是大范圍的植被制圖，是一種非常有效而且節(jié)約大量人力物力的任務(wù)，已被廣泛的采用。2 城市綠化調(diào)

13、查與生態(tài)環(huán)境評價3 草場資源調(diào)查4 農(nóng)業(yè)資源調(diào)查1.土壤的遙感解譯的實際根底1成土要素學(xué)說 根據(jù)成土要素，分析推斷出土壤的剖面形狀、理化性狀，確定土壤類型和分布。在遙感影像上，根據(jù)影像特征，可以解譯出地貌、植被、母質(zhì)、水文和農(nóng)業(yè)消費等要素，對它們進展綜合分析，提示出這些要素信息與土壤的關(guān)系，可確定土壤類型和分布范圍。2表土性狀的反映 沒有植被覆蓋的裸露土壤，其頂層的光譜特征可以在遙感影像上表現(xiàn)出來。而土壤的全部土層在發(fā)育過程中是相互聯(lián)絡(luò)的，剖面是一個不可分割的整體，不同類型的土壤具有不同的剖面構(gòu)造和表土性態(tài)，表土的性態(tài)是土壤屬性的重要組成部分，可以指示整個土壤剖面的性態(tài)。3分類根據(jù) 我國目前實

14、行的分類系統(tǒng)中，有一部分分類單位的劃分根據(jù)是地表特征，這些地表特征在遙感影像上 表現(xiàn)清楚，反映明顯，很容易識別，可用于土壤解譯。2.土壤解譯的標(biāo)志1土壤的光譜特征 顏色：顏色淺的土壤具有較高的反射率，顏色較深的土壤反射率較低。 外表情況：在枯燥條件下同樣物質(zhì)組成的細顆粒的土壤，外表比較平滑，具有較高的反射率，而較粗的顆粒具有相對較低的反射率， 有機質(zhì)：土壤的反射率會隨著有機質(zhì)含量的增高而降低。 土壤水：土壤的反射率會隨著水量的添加，反射率降低，并有兩個明顯的吸收帶。2土壤類型的解譯標(biāo)志 土類是由區(qū)域生物氣候條件決議的，需求根據(jù)調(diào)查區(qū)土壤的程度地帶性和垂直地帶性及非地帶性與人為耕作熟化等方面的情況來確定。 亞類是在成土過程中受部分條件的影響使土類發(fā)生變化的要素，如不同的地形、植被條件，會使水熱構(gòu)成