遙感基本知識

遙感基本知識第1頁/共107頁1、遙感概念2、電磁波3、傳感器4、遙感平臺5、幾種衛(wèi)星介紹第2頁/共107頁1遙感的概念遙感（RemoteSensing）：

是指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。（遙遠(yuǎn)的感知）第3頁/共107頁

2、遙感技術(shù)原理圖

由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。第4頁/共107頁接收預(yù)處理用戶應(yīng)用處理分析結(jié)果、圖表輸出遙感過程第5頁/共107頁電磁波可見光：肉眼看得見的是電磁波中很短的一段，從0.4-0.76微米這部分稱為可見光?？梢姽饨?jīng)三棱鏡分光后，成為一條由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的光帶，這光帶稱為光譜。紅640—780nm橙640—610nm黃610—530nm綠505—525nm藍(lán)505—470nm紫470—380nm第6頁/共107頁一、傳感器的定義和功能傳感器是收集、探測、記錄地物電磁波輻射信息的工具。它的性能決定遙感的能力，即傳感器對電磁波段的響應(yīng)能力、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物信息量的大小和可靠程度。傳感器第7頁/共107頁

遙感器結(jié)構(gòu)定義：遙感器是記錄地物反射或者發(fā)射電磁波能量的裝置，是遙感平臺的核心部分。遙感器的一般組成：收集器探測器處理器記錄器第8頁/共107頁人的視覺系統(tǒng)是一個優(yōu)良的傳感器，但影像只能短暫保存，沒有記錄器第9頁/共107頁遙感器1）收集器：透鏡、反射鏡、天線2）探測器：將收集的輻射能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能或電能感光膠片、光電管、光電二極管、電子耦合器件（CCD）、熱電偶探測器、熱釋電探測器、天線3）處理器：對收集到的信號進行處理，顯影、定影、信號放大、變換、校正等。包括攝影處理裝置和電子處理裝置4）記錄器：膠片、磁帶、磁盤第10頁/共107頁傳感器分類按記錄方式分：成像方式；非成像方式按工作波段：可見光傳感器；紅外傳感器；微波傳感器?？梢姽獾浇t外區(qū)的光學(xué)波段稱為光學(xué)傳感器，針對微波的傳感器稱為微波傳感器。第11頁/共107頁按工作方式分為：主動方式傳感器：側(cè)視雷達(dá)、激光雷達(dá)、微波輻射計。被動方式傳感器：航空攝影機、多光譜掃描儀（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、紅外掃描儀等。第12頁/共107頁成像傳感器類型使用膠片記錄使用磁記錄高光譜第13頁/共107頁遙感圖像的特征目標(biāo)地物傳感器遙感圖像遙感圖像處理目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布目標(biāo)的物理屬性特點目標(biāo)地物的變化動態(tài)特點幾何特征物理特征時間特征空間分辨率光譜分辨率輻射分辨率時間分辨率第14頁/共107頁遙感影像的分辨率空間分辨率一個像元代表的實地的最小尺寸時間分辨率：同一個地區(qū)可獲得的兩個影像最小的時間間隔光譜分辨率：傳感器所能記錄的波段數(shù)或者電磁波的間隔輻射分辨率：傳感器接受信號的敏感程度第15頁/共107頁遙感平臺遙感平臺（platform）是搭載傳感器的工具。根據(jù)運載工具的類型劃分：航天平臺（>150km）航空平臺（100m至十余公里）地面平臺（0~50m）第16頁/共107頁遙感平臺空間運載工具空中運載工具地面運載工具飛機氣球遙感用汽車遙感用艇船宇宙飛船航天飛機遙感平臺（航天遙感）（航空遙感）衛(wèi)星第17頁/共107頁18各種遙感平臺的相對高度第18頁/共107頁遙感平臺——衛(wèi)星低軌：150km-300km,ＩＫＯＮＯＳ、ＱＵＩＣＫＢＩＲＤ、ＳＰＯＴ－５

高分辨率圖象，壽命比較短，幾天－幾周用途：軍事偵察中軌：700km-1000km,

中分辨率，絕大多數(shù)資源衛(wèi)星，landsat1-3:915,landsat4-5:705,spot:832,noaa:833/870

用途：資源環(huán)境遙感高軌：35860km,地球靜止衛(wèi)星，NOAA/AVHRR(1.1km);SPOT-4/Vegetation(1.1km)

低分辨率用途：通訊，氣象第19頁/共107頁在遙感平臺中，航天遙感平臺目前發(fā)展最快，應(yīng)用最廣。根據(jù)航天遙感平臺的服務(wù)內(nèi)容，可以將其分為：氣象衛(wèi)星系列陸地衛(wèi)星系列海洋衛(wèi)星系列第20頁/共107頁1、主要的陸地衛(wèi)星系列（1）陸地衛(wèi)星（Landsat）（2）斯波特衛(wèi)星（SPOT）（3）中國資源一號衛(wèi)星—中巴地球資源衛(wèi)星（CBERS）（4）其他陸地衛(wèi)星（5）環(huán)境衛(wèi)星第21頁/共107頁Landsat設(shè)計壽命為6年目前運轉(zhuǎn)工作的是Landsat-5和Landsat-7軌道：太陽同步的近極地圓形軌道，保證北半球中緯度地球獲得中等太陽高度角的上午影像，且衛(wèi)星通過某一地點的地方時相同。覆蓋周期：16-18天圖像的覆蓋范圍185×185km2（Landsat-7185×170km2

）分辨率不斷提高(3015m,60m120m)傳感器分系統(tǒng)：Landsat(陸地）衛(wèi)星上裝置的傳感器有反束光導(dǎo)管攝像機（RBV）、多光譜掃描儀（MSS）、專題制圖儀（TM、ETM）第22頁/共107頁Landsat傳感器MSS——MultispectralScannerSystem多光譜掃描儀

分辨率為80mTM——ThematicMapper專題制圖儀

7個波段，分辨率除第六波段為120m外，其余均為30mETM+——EnhanceThematicMapperPlus增強型專題制圖儀8個波段，熱紅外波段的分辨率為60m，全色波段的分辨率為15m，其余波段的分辨率均為30m第23頁/共107頁Landsat(陸地）衛(wèi)星簡介LandSat1LandSat2LandSat3LandSat4LandSat5LandSat6LandSat7發(fā)射時間1972.7.231975.1.221978.3.51982.7.161984.3.11993.10.51999.4.15覆蓋周期18天18天18天16天16天16天波段數(shù)444778機載傳感器MSSRBVMSSRBVMSSRBVMSS、TMMSS、TMETMETM+

運行情況1978年退役1982年退役1983年退役1983年退役在役服務(wù)發(fā)射失敗在役服務(wù)Landsat(陸地）衛(wèi)星是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的民用對地觀測衛(wèi)星第24頁/共107頁多光譜掃描儀（MSS）波段序號波長（μm）波段名稱分辨率（m）40.5～0.6綠色7950.6～0.7紅色7960.7～0.8近紅外7970.8～1.1近紅外79810.4～12.6熱紅外240MSS波段和波長范圍MSS采集地面數(shù)據(jù)第25頁/共107頁專題制圖儀(TM)波段波長范圍(μm)分辨率（m）10.45～0.533020.52～0.603030.63～0.693040.76～0.903051.55～1.7530610.40～12.5012072.08～2.3530TM波段、波長范圍及分辨率TM數(shù)據(jù)是第二代多光譜段光學(xué)——機械掃描儀，是在MSS基礎(chǔ)上改進和發(fā)展而成的一種遙感器。TM采取雙向掃描，提高了掃描效率，縮短了停頓時間，并提高了檢測器的接收靈敏度。第26頁/共107頁TM的7個波段及其能夠測量的生態(tài)學(xué)特性波段主要生態(tài)學(xué)應(yīng)用波段1（0.45-0.52μm）可見藍(lán)光區(qū)識別水體、土壤和植被、識別針葉林與闊葉林植被、識別人為的（非自然）地表特征波段2（0.52-0.60μm）可見綠光區(qū)測量植被綠光反射峰值、識別人為的（非自然）地表特征波段3（0.60-0.90μm）可見紅光區(qū)監(jiān)測葉綠素吸收、識別植被類型、識別人為的（非自然）地表特征波段4（0.76-0.90μm）近紅外反射區(qū)識別植被類型及生物量、識別水體和土壤濕度波段5（1.55-1.75μm）中紅外反射區(qū)識別土壤溫度和植物含水量、識別雪和云波段6（10.4-12.5μm）遠(yuǎn)紅外反射區(qū)識別植被受脅迫程度和土壤溫度、測量地表熱量波段7（2.08-2.35）中紅外反射區(qū)識別礦物及巖石類型、識別植被含水量第27頁/共107頁增強型專題制圖儀（ETM）波段波長范圍(μm)地面分辨率（m）10.45～0.5153020.525～0.6053030.63～0.6903040.75～0.903051.55～1.7530610.40～12.506072.09～2.3530PAN0.52～0.9015ETM＋波段、波長范圍及分辨率ETM數(shù)據(jù)是第三代推帚式掃描儀，是在TM基礎(chǔ)上改進和發(fā)展而成的一種遙感器。第28頁/共107頁landsat衛(wèi)星MSS/TM/ETM數(shù)據(jù)——波段組合真彩色(truecolor)：（三波段組合），分別對RGB三個波段的圖像賦予RGB三種顏色，一一對應(yīng)，合成后圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實際色彩一致，稱為真彩色，真彩色是唯一的合成。偽彩色(pseudocolor)：將黑白圖像變換為彩色圖像，對不同的灰度或灰度范圍按值賦予不同的顏色或一個顏色系列，得到圖像的彩色與實際彩色則不一致，即偽彩色圖像。第29頁/共107頁假彩色(falsecolor)：（三波段組合），對得來不同波段圖像分別賦予RGB三元色，并不與原來波段的RGB三個波段一一對應(yīng)，得到圖像的彩色與實際彩色則不一致，稱為假彩色圖像，假彩色圖像是為了使一些地物的特征更加明顯，有助于我們進行解譯和分析。landsat衛(wèi)星MSS/TM/ETM數(shù)據(jù)——波段組合第30頁/共107頁在TM7個波段光譜圖像中：1、

第5個波段包含的地物信息最豐富

2、

3個可見光波段（即第1、2、3波段）3、兩個中紅外波段（即第4、7波段）之間相關(guān)性很高，表明這些波段的信息中有相當(dāng)大的重復(fù)性或者冗余性4、第4、6波段較特殊，尤其是第4波段與其他波段的相關(guān)性得很低，表明這個波段信息有很大的獨立性landsat衛(wèi)星MSS/TM/ETM數(shù)據(jù)——波段組合第31頁/共107頁321：真彩色合成，即3、2、1波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，則獲得自然彩色合成圖像，圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實際色彩一致，適合于非遙感應(yīng)用專業(yè)人員使用。432：標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成，即4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，獲得圖像植被成紅色，由于突出表現(xiàn)了植被的特征，應(yīng)用十分的廣泛，而被稱為標(biāo)準(zhǔn)假彩色。

舉例：衛(wèi)星遙感圖像示藍(lán)藻暴發(fā)情況451：信息量最豐富的組合，TM圖像的光波信息具有3～4維結(jié)構(gòu)，其物理含義相當(dāng)于亮度、綠度、熱度和濕度。754：對不同時期湖泊水位的變化，也可采用不同波段，如用陸地衛(wèi)星MSS7，MSS5，MSS4合成的標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像中的藍(lán)色、深藍(lán)色等不同層次的顏色得以區(qū)別。從而可用作分析湖泊水位變化的地理規(guī)律。landsat衛(wèi)星MSS/TM/ETM數(shù)據(jù)——波段組合第32頁/共107頁741：波段組合圖像具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢，圖面色彩豐富，層次感好，具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息；而且清晰度高，干擾信息少，地質(zhì)可解譯程度高，各種構(gòu)造形跡（褶皺及斷裂）顯示清楚，不同類型的巖石區(qū)邊界清晰，巖石地層單元的邊界、特殊巖性的展布以及火山機構(gòu)也顯示清楚。451：信息量最豐富的組合，TM圖像的光波信息具有3～4維結(jié)構(gòu)，其物理含義相當(dāng)于亮度、綠度、熱度和濕度。743：我國利用美國的陸地衛(wèi)星專題制圖儀圖像成功地監(jiān)測了大興安嶺林火及災(zāi)后變化?？赏ㄟ^TM743彩色合成圖的分析來指揮林火蔓延與控制和災(zāi)后林木的恢復(fù)狀況。landsat衛(wèi)星MSS/TM/ETM數(shù)據(jù)——波段組合第33頁/共107頁SPOT地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射了5顆衛(wèi)星（1986-2002）軌道：太陽同步的近極地圓形軌道覆蓋周期：26天重復(fù)觀測能力1-5天產(chǎn)生立體像對分辨率：10米到幾百米傳感器：為2臺高分辯率可見光掃描儀（HighResolutionVisiblesensor——HRV）它能滿足資源調(diào)查、環(huán)境管理與監(jiān)測、農(nóng)作物估產(chǎn)、地質(zhì)與礦產(chǎn)勘探、土地利用、測制地圖及地圖更新等多方面的需求。第34頁/共107頁SPOTHRV各波段主要用途波段波長分辨率用途XS10.5-0.59綠色20米位于植被葉綠素光譜反射曲線最大值的波長附近，對植被識別有利，同時位于水體最小衰減值的長波一邊，能探測水的混濁度和10-20米的水深。XS20.61-0.68紅色20米位于葉綠素吸收帶，為可見光最佳波段，用于識別作物、裸露土壤和巖石表面狀況。XS30.79-0.89

近紅外20米能很好地穿透大氣，植被表現(xiàn)得特明亮，水體表現(xiàn)很暗。全色0.51-0.73微米10米

調(diào)查城市土地利用現(xiàn)狀、區(qū)分主要干道、大型建筑物，了解城市發(fā)展?fàn)顩r第35頁/共107頁中巴地球資源衛(wèi)星（CBERS）1999.10.14軌道：太陽同步的近極地圓形軌道覆蓋周期：26天重復(fù)觀測能力：3天最高空間分辨率：19.5m第36頁/共107頁CBERS傳感器CCD像機IR掃描儀波長范圍(微米）0.45~0.520.52~0.590.63~0.690.77~0.890.51~0.730.5~1.11.55~1.752.08~2.2510.4~12.5分辨率19.5米77.8米最小側(cè)視觀察周期1~2天1~2天與TM波長相同或相近熱紅外分辨率為156米第37頁/共107頁其他陸地衛(wèi)星天空實驗室（Skylab，美國1973年發(fā)射）熱容量制圖衛(wèi)星（HCMM1978）地球資源衛(wèi)星（Bnaskara，印度）空間實驗室（Specelab，歐空局）IKONOS（4m彩色、1m全色）Quickbird（快鳥、0.6m）第38頁/共107頁QuickBird衛(wèi)星數(shù)據(jù)美國DigitalGlobe公司的高分辨率商業(yè)衛(wèi)星，于2001年10月18日在美國發(fā)射成功。衛(wèi)星軌道高度450km,傾角98°,衛(wèi)星重訪周期1～6d（與緯度有關(guān)）。QuickBird圖像，目前是世界上分辨率最高的遙感數(shù)據(jù)，為0.61m，幅寬16.5km?？蓱?yīng)用于制圖、城市詳細(xì)規(guī)劃、環(huán)境管理、農(nóng)業(yè)評估。第39頁/共107頁QuickBird數(shù)據(jù)的波段Quickbird傳感器為推掃式成像掃描儀第40頁/共107頁TerraEOSMODISTerra是1999年12月18日美國發(fā)射的地球觀測系統(tǒng)（EOS）的第一顆先進的極地軌道環(huán)境遙感衛(wèi)星獲取有關(guān)海洋、陸地、冰雪圈和太陽動力系統(tǒng)等信息MODIS（中分辨率成像光譜儀）是搭載在Terra上的一種對地觀測儀空間分辨率250m~1000m第41頁/共107頁TerraMODIS通道光譜范圍1~19nm通道，20~36μm通道主要用途1620~670陸地、云邊界2841~8763459~479陸地、云特性4545~56551230~125061628~165272105~21358405~420海洋水色、浮游植物、生物地理、化學(xué)9438~44810483~49311526~53612546~55613662~67214673~68315743~75316862~87717890~920大氣水汽18931~94119915~965203.660~3.840地球表面和云頂溫度213.929~3.989223.929~3.989234.020~4.080244.433~4.498大氣溫度第42頁/共107頁環(huán)境一號（代號HJ-1）是我國首個用于環(huán)境監(jiān)測預(yù)報的小衛(wèi)星星座，該星座由2顆光學(xué)小衛(wèi)星和一顆雷達(dá)小衛(wèi)星組成。第43頁/共107頁“十一五”期間采取資源共享的方式，積極開展國際合作，完成由4顆光學(xué)小衛(wèi)星和4顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星組成的“4+4”星座。第44頁/共107頁環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)環(huán)境衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)采用的主要數(shù)據(jù)源為環(huán)境衛(wèi)星（HJ－1A/B）CCD、超光譜、紅外、SAR等數(shù)據(jù)。衛(wèi)星數(shù)據(jù)基本參數(shù)如表1-1所示：傳感器名稱搭載衛(wèi)星譜段劃分星下點分辨率幅寬周期CCDHJ－1A/B4個譜段:

μm0.43～0.520.52～0.600.63～0.690.76～0.9030m700Km2天超光譜HJ－1A譜段范圍：0.459～0.956μm；共115個譜段，平均光譜分辨率4nm100m50Km4天紅外HJ-1B4個譜段:μm0.75～1.101.55～1.753.50～3.9010.5～12.5300m(10.5～12.5μm)，150m（其他譜段）720Km4天SARHJ-1CS波段20m（4視，掃描模式）5m（單視，條帶模式）100Km（掃描模式）40Km（條帶模式）4天藍(lán)綠紅近紅外第45頁/共107頁環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)流程（了解）第46頁/共107頁環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)總體框架圖第47頁/共107頁第48頁/共107頁環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取渠道環(huán)保系統(tǒng)用戶可通過登陸環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享服務(wù)網(wǎng)站()瀏覽和免費下載衛(wèi)星數(shù)據(jù)2級產(chǎn)品。《基于環(huán)境一號衛(wèi)星的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測》

第49頁/共107頁HJ-1衛(wèi)星2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品基本特點（1）2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品內(nèi)容與格式（2）2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品命名規(guī)則（3）2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要元數(shù)據(jù)項簡介（4）2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品使用簡介第50頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品內(nèi)容與格式2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品：經(jīng)過相對輻射校正和系統(tǒng)幾何校正處理后的產(chǎn)品第51頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品命名規(guī)則CCD、IRS2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品命名HSI2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品命名2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品名稱在2009年1月之前不含接收日期第52頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要元數(shù)據(jù)項簡介-1主要是云覆蓋量評價HJ1A、HJ1B分別搭載2個CCD第53頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品主要元數(shù)據(jù)項簡介-2與產(chǎn)品名稱對應(yīng)第54頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品使用簡介-12級數(shù)據(jù)以壓縮方式提供，解壓后，所有文件在同一文件夾內(nèi)CCD、IRS圖像文件為DN值產(chǎn)品，數(shù)據(jù)格式為GeoTiff，用ENVI、ERDAS、ARCGIS等軟件均可正常讀取CCD、IRS數(shù)據(jù)文件構(gòu)成第55頁/共107頁2級數(shù)據(jù)產(chǎn)品使用簡介-2HSI圖像文件為為輻亮度產(chǎn)品，數(shù)據(jù)格式為HDF5，ENVI、ERDAS、ARCGIS等軟件不可直接讀取，數(shù)據(jù)發(fā)布FTP提供ENVI（4.0+）插件可以讀取HDF5數(shù)據(jù)。HSI數(shù)據(jù)文件構(gòu)成第56頁/共107頁謝謝大家！基礎(chǔ)知識第一講到此結(jié)束GOTO軟件操作第57頁/共107頁遙感基礎(chǔ)知識黃孝艷2012.12.18第二講第58頁/共107頁第59頁/共107頁遙感技術(shù)環(huán)境監(jiān)測中的遙感技術(shù)在我國起步較晚，但經(jīng)過廣大科研人員的奮發(fā)努力，在大氣環(huán)境、水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等眾多領(lǐng)域取得了較大的成果大氣監(jiān)測城市熱島監(jiān)測海洋污染監(jiān)測固廢監(jiān)測水體監(jiān)測監(jiān)測森林火災(zāi)遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用第60頁/共107頁臭氧層監(jiān)測有害氣體監(jiān)測大氣氣溶膠監(jiān)測遙感技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測中主要應(yīng)用于下類物質(zhì)的監(jiān)測。第61頁/共107頁由于臭氧對0.3微米以下的紫外區(qū)的電磁波吸收嚴(yán)重，因此可以用紫外波段來測定臭氧層的臭氧含量變化。在2.74毫米處有個吸收帶，可以用頻率為11083MHz的地面微波輻射計或用射電望遠(yuǎn)鏡來測定臭氧在大氣中的垂直分布。又由于大氣中臭氧含量高則溫度高，又可以用紅外波段來探測。如用7.75~13.3微米熱紅外探測器測定臭氧層的溫度變化，參照濃度與溫度的相關(guān)關(guān)系，可推算出臭氧濃度的平均分布。大氣環(huán)境監(jiān)測——臭氧層監(jiān)測第62頁/共107頁通常我們把大氣中的煙、霧、塵等歸屬于氣溶膠。大氣中的這些物質(zhì)一般由火山爆發(fā)，森林或草場火災(zāi)，工業(yè)廢氣等產(chǎn)生，在遙感圖象上可直接確定污染物的位置和范圍，并根據(jù)他們的運動,發(fā)展規(guī)律進行預(yù)測，預(yù)報。由這些污染物形成的在低空漂浮的塵埃，可通過探測植物的受害程度來間接分析。。大氣環(huán)境監(jiān)測——大氣氣溶膠第63頁/共107頁具體做法與步驟周期性氣象衛(wèi)星圖監(jiān)測沙層暴運動大比例圖片調(diào)查城市煙囪數(shù)量分布通過煙囪陰影長度計算其高度計算機對影像進行位密度分割建立煙霧濃度與影像灰度值關(guān)系繪制煙霧濃度等值線圖大氣環(huán)境監(jiān)測——大氣氣溶膠第64頁/共107頁人為或自然條件下產(chǎn)生的SO2

氟化物等對生物肌體有毒害的氣體，通常采用間接解譯標(biāo)志進行，植被受污染后對紅外線的反射能力下降其顏色，紋理及動態(tài)標(biāo)志都不同于正常的植被，如在彩紅外圖象上顏色發(fā)暗，樹木郁閉度下降，植被個體物候異常等，利用這些特點就可以間接分析污染情況。大氣環(huán)境監(jiān)測——有害氣體檢測第65頁/共107頁水體富營養(yǎng)化水體沼澤化廢水污染水體熱污染泥沙污染遙感技術(shù)水污染監(jiān)測第66頁/共107頁水體總體反射率較低，在波長0.5–0.7微米處相對較高，0.7微米以后由于水體紅外光吸收嚴(yán)重，反射率很低。對水域分布變化以選用1.55–1.75微米的多時域影像為適宜。沼澤化在多時域圖象上反映為水體面積縮小，從水體向邊緣呈規(guī)律變化,顯示出程度不同的植被特征。水污染監(jiān)測——水體沼澤化第67頁/共107頁當(dāng)水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時，由于浮游植物中的葉綠素對近紅外光具有明顯的“陡坡效應(yīng)”，因此這種水體兼有水體和植物的光譜特征。在彩色紅外圖象上，呈現(xiàn)紅褐色或紫紅色。下圖為安徽巢湖水化現(xiàn)象檢測圖，圖中黃色部分為水華。水污染監(jiān)測——水體富營養(yǎng)化第68頁/共107頁

水體中泥沙含量增加使水反射率提高。隨著水中懸浮泥沙濃度的增加及懸粒徑增加，水體反射量逐漸增加，反射峰亦隨之向長波方向移動，即紅移。又由于水體在0.93-1.13微米附近對紅外輻射吸收強烈，所以反射通量降低和受水分瑞利散射效應(yīng)干擾，不適宜作懸浮泥沙濃度的判定波段。定量判讀懸浮泥沙濃的最佳波段應(yīng)在0.65–0.85微米之間。水污染監(jiān)測——泥沙污染第69頁/共107頁

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度也不大一樣。廢水污染一般用多光譜合成圖象進行監(jiān)測。有的根據(jù)溫度的差異也可用熱紅外方法測定。熱污染大多是從工廠中排出的熱水造成的。它不僅危及水體中的生物,也影響農(nóng)作物的生長。熱污染用熱紅外傳感器很容易探測到。其圖象可顯示出熱污染排放，流向和溫度分布的情形。對圖象進行偽彩色密度的分割可繪制等溫線，測出水中溫度分布。水污染監(jiān)測——廢水和水體熱污染第70頁/共107頁廢水水色和懸浮物性狀相差萬別，特征曲線上的反射峰位和強度也不大一樣。一般用多光譜合成圖像進行檢測。有的根據(jù)溫度的差異也可以用熱紅外方法測定。熱污染用熱紅外傳感器很容易探測到。其圖象可顯示出熱污染排放，流向和溫度分布的情形。對圖象進行偽彩色密度的分割可繪制等溫線，測出水中溫度分布。廢水污染熱污染水污染監(jiān)測——廢水和水體熱污染第71頁/共107頁遙感技術(shù)地面污染固廢監(jiān)測城市熱島效應(yīng)遙感技術(shù)——城市環(huán)境監(jiān)測第72頁/共107頁城市環(huán)境監(jiān)測——城市熱島城市熱島：大部分城市市區(qū)溫度普遍高于郊區(qū)，稱之為“城市熱島”。由于熱島的熱動力作用，往往會形成由郊區(qū)吹向市區(qū)的局地風(fēng),從而把市區(qū)擴散到郊區(qū)的污濁空氣又送回市區(qū),加劇市區(qū)空氣污染。

紅外遙感圖像能反映地物輻射溫度的差異，可為研究城市熱島提供依據(jù)。根據(jù)不同時相的遙感資料，還可對城市熱島的日變化和年變化規(guī)律進行研究，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)城市熱島與下墊面性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系，這對于制約那些形成城市熱島的因素，

防止城市環(huán)境的進一步惡化具有重要的現(xiàn)實意義。第73頁/共107頁城市環(huán)境監(jiān)測——固廢監(jiān)測垃圾堆放情況固體廢物其溫度一般高于周圍地物，在熱紅外圖像上顯示明顯的色調(diào)特征。堆放點分布通過GPS技術(shù)確定相應(yīng)的空間位置堆放點數(shù)量。面積在GIS中對不同時相的固體廢棄物污染信息進行比較，以確定其發(fā)展趨勢，固廢監(jiān)測第74頁/共107頁應(yīng)用遙感技術(shù)，不但能夠圈定地面污染的分布范圍，而且還能夠?qū)Φ孛嫖廴具M行規(guī)劃性的預(yù)防。城市環(huán)境監(jiān)測——地面污染灌溉的農(nóng)田遭受污染后作物的生長在色調(diào)上有特殊變化，就能同其他禾苗區(qū)分開來。從而確定污染地塊。污水的排放造成的地面污染可通過遙感技術(shù)拍攝的照片清楚地圈定出污染分布范圍，從而對地面污染做出預(yù)防規(guī)劃。地下水的污染地下水的污染也會引起地面植被的變化，有與正常生長區(qū)的作物不同的光譜表現(xiàn)，多光譜成像儀能監(jiān)測這些變化。第75頁/共107頁

在海洋的所有污染中，危害最大的當(dāng)屬石油污染。對于廣袤的海洋領(lǐng)域，用常規(guī)的海監(jiān)船和海監(jiān)飛機只能對重點海域進行污染監(jiān)測，由于能力所限，難免發(fā)生遺漏。因此利用紅外掃描儀在白晝和夜間拍攝地面和海面的熱圖像，可有效地監(jiān)視海面的石油污染。遙感技術(shù)——海洋石油污染監(jiān)測第76頁/共107頁

將衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等新技術(shù)相結(jié)合，可以根據(jù)氣候、可燃物積累和含水量、林木組成等預(yù)測火災(zāi)可能發(fā)生的地區(qū)、時段和火災(zāi)等級，以采取防范措施；在火災(zāi)發(fā)生時，可監(jiān)測其過程和發(fā)展趨勢，為及時消滅火災(zāi)提供第一手資料；在災(zāi)后，可以迅速查明損失，同時對生態(tài)環(huán)境的變化進行監(jiān)測評價。例如，森林火災(zāi)發(fā)生的時候，由于著火的樹木溫度比沒有著火的樹木溫度高，它們在電磁波的熱紅外波段會輻射出比沒有著火的樹木更多的能量，如果這時候正好有一個載著熱紅外波段傳感器的衛(wèi)星經(jīng)過森林上空，傳感器拍攝到周圍方圓上萬平方公里影像，因為著火的森林在熱紅外波段比沒著火的森林輻射更多的電磁能量，在影像著火的森林就會顯示出比沒有著火的森林更亮的淺色調(diào)。遙感技術(shù)——監(jiān)測森林火災(zāi)第77頁/共107頁遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域運用存在的問題存在的問題目前的遙感技術(shù)在大氣影響校正、幾何精校正、第五反射和遙感數(shù)據(jù)的定量反演模型等方面還存在許多問題。因而從遙感數(shù)據(jù)中提取的反射率、溫度等參數(shù)存在著較大的誤差遙感衛(wèi)星每天都要下傳大量數(shù)據(jù)，如何對這些海量數(shù)據(jù)進行快速處理并為環(huán)境監(jiān)測服務(wù)是目前環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域存在的主要問題之一。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮和信息提取方式不完全適用而新的方法又不成熟目前，還缺乏通用的成像光譜儀圖像處理系統(tǒng)進行成像光譜數(shù)據(jù)的存儲、顯示和分析。上述問題限制了當(dāng)前高光譜遙感的應(yīng)用范圍。第78頁/共107頁遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的基本趨勢是航空、航天遙感數(shù)據(jù)和圖像與全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)一體化。此外，海量的數(shù)據(jù)處理及二次開發(fā)環(huán)境監(jiān)測半自動或全自動軟件，具備自動識別、快速智能、制圖、預(yù)報的功能,這可為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供決策信息。同時加快實現(xiàn)遙感技術(shù)和GPS及GIS的集成，3S技術(shù)也是今后區(qū)域和全球生態(tài)環(huán)境研究的必然趨勢，應(yīng)用前景十分廣闊。第79頁/共107頁第80頁/共107頁Landsat參考網(wǎng)站

（中國衛(wèi)星遙感地面站）/（美國國家宇航局）/(美國國家地質(zhì)調(diào)查局)/（Landsat(陸地）衛(wèi)星官方網(wǎng)站）第81頁/共107頁QuickBird數(shù)據(jù)參考網(wǎng)站（DigitalGlobe公司網(wǎng)站）（QuickBird數(shù)據(jù)中國代理：北京天目創(chuàng)新科技有限公司）第82頁/共107頁幾個網(wǎng)站：http://http://(中科院中國衛(wèi)星地面站）http://(中科院遙感應(yīng)用研究所）http://Http://

Http://http://www.spotimage.frhttp://www.eorc.nasda.go.jp//（中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心）/

（國家遙感中心）Http:第83頁/共107頁第一步：數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理

第84頁/共107頁85遙感影像網(wǎng)址1，/apod2，/3，/4，/5,/6,/space/systems/index.html7，/data/1.quickbird2.IKONOS（空間分辨率高達(dá)1m）第85頁/共107頁Step1

登錄http:///data/，在此頁面，大家可以看到有各種不同的影像分類，像ASTER，QUICKBIRD，Landsat等，此例選擇Landsat，如圖單擊Landsat，以北京地區(qū)為例，下載TM的影像數(shù)據(jù)第86頁/共107頁step2選擇數(shù)據(jù)訪問接口，單擊LandsatinWebInterface第87頁/共107頁step3選擇Path/RowSearch.第88頁/共107頁step4分別選擇Sensor，此例選擇TM，填入日期（Data，填入的是一個范圍，而且一定要輸入規(guī)范的日期格式――mm/dd/yyyy或yyyy-mm-dd。選擇填入需要數(shù)據(jù)的范圍，此例中，北京的范圍是P123/R32第89頁/共107頁如果需要確認(rèn)在此查找到的Path和Row所覆蓋的確切范圍，可以登錄/cs_cn/query/query_map.asp進行查詢打開網(wǎng)頁后，在工具欄中選擇衛(wèi)星景分幅選擇，如圖鼠標(biāo)指針?biāo)咎帲瑔螕粼诘貓D下方會出現(xiàn)下圖所示輸入框，在相應(yīng)位置填入需要查詢的Path和Row，此例填入北京的P123/R32，如圖step5第90頁/共107頁單擊顯示按鈕，剛地圖將出現(xiàn)該景影像所覆蓋的確切范圍，如圖:第91頁/共107頁Step6單擊表格下方的SubmitQuery，進行查詢?nèi)绻W(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中存在該地區(qū)的數(shù)據(jù)，則會顯示如圖：第92頁/共107頁Step7點擊PreviewandDownload，出現(xiàn)如下頁面，點擊