1、 遙感技術基本知識 遙感技術應用于降水調查 遙感技術應用于地表水調查 遙感技術應用于地下水調查 遙感技術應用于水環境監測 遙感技術 遙感技術是20世紀60年代興起的一 種探測技術，是根據電磁波的理論， 應用各種傳感儀器對遠距離目標所 輻射和反射的電磁波信息，進行收 集、處理，并最后成像，從而對地 面各種景物進行探測和識別的一種 綜合技術。 遙感技術原理 任何物體都具有光譜特性，具體地說，它們 都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。 在同一光譜區各種物體反映的情況不同，同 一物體對不同光譜的反映也有明顯差別。即 使是同一物體，在不同的時間和地點，由于 太陽光照射角度不同，它們反射和吸收的光 譜

2、也各不相同。遙感技術就是根 據這些原 理，對物體作出判斷的技術。 TM數據 TM（Thematic Mapper）安裝于Landsat-4、5 上，是一個高級的多波段掃描型地球資源敏 感儀器，與多波段掃描儀MSS性能相比，它 具有更高的空間分辨率、更好的頻譜選擇性、 更好的幾何保真度、更高的輻射準確度和分 辨率，是在MSS基礎上發展的新一代多波段 掃描儀器。由TM所得到的遙感數據就是TM 數據。 TM1為0.450.52微米為藍波段，該波段位于水體衰減系數最小的部 位，對水體的穿透力最大，用于判別水深，研究淺海水下地形、 水體渾濁度等，進行水系及淺海水域制圖； TM2為0.520.60微米為綠

3、波段，該波段位于綠色植物的反射峰附近， 對健康茂盛植物反射敏感，可以識別植物類別和評價植物生產力， 對水體具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙壩等 特征； TM3為0.630.69微米為紅波段，該波段位于葉綠素的主要吸收帶， 可用于區分植物類型、覆蓋度、判斷植物生長狀況等，此外該波 段對裸露地表、植被、巖性、地層、構造、地貌、水文等特征均 可提供豐富的植物信息； TM4為0.760.90微米，為近紅外波段，該波段位于植物的高反射區， 反映了大量的植物信息，多用于植物的識別、分類，同時它也位 于水體的強吸收區，用于勾繪水體邊界，識別與水有關的地質構 造、地貌等； TM5為1.551.7

4、5微米，短波紅外波段，該波段位于兩個水體吸收帶 之間，對植物和土壤水分含量敏感，從而提高了區分作物的能力， 信息量大，應用率較高； TM6為10.4012.50微米，為熱紅外波段，該波段對地物熱量輻射 敏感； TM7為2.082.35微米，為中紅外波段，是專為地質調查追加的波段。 遙感技術應用于降水調查 水汽在天氣演變和氣候變化中扮演著重要的角色， 其通過影響大氣輻射和太陽輻射，從而影響氣候; 其相位變化與降水直接相關，水汽輻合突然增加 與對流的發展密切相關。 目前氣象部門獲取水汽觀測數據的手段主要有常 規探空氣球、水汽微波輻射計、紅外衛星遙感、 微波遙感和 GPS遙感水汽等幾種手段!相比其他

5、幾 種水汽探測方式，GPS遙感水汽是利用 GPS信號穿 過大氣受到大氣折射而產生的延遲來探測大氣中 的水汽含量，具有探測精度高、全天候、分辨率 高、觀測穩定、費用低廉和無需校正等優點，在 氣象領域獲得了廣泛深入的應用。 遙感技術應用于地表水調查 衛星圖像是進行遙感解譯、提取地質、水文、 地貌、及植被信息的基礎，地表水資源調查 選用對植被差異敏感的TM4波段與信息量大、 廣泛用于地貌、巖性、植被調查的TM3波段 及對地表水體特征反映明顯的TM7波段合成 的圖像為基礎，結合收集到的地質、水文地 質圖,對地表產流起主要作用的地貌、地表 巖性、植被進行解譯，據此繪制水文下墊面 類型分區圖和地表水分布圖

6、。 遙感技術應用于地下水調查 利用遙感數據提供的地表冰雪、徑流和變化 信息,估算地下水補給量和勘探區域地下水 資源存儲量,確定其空間分布范圍,評價地下 水水質,對地下水動態變化進行監測與預測。 而GIS技術以其強大的空間分析功能、空間 數據庫管理能力及空間決策支持功能為地下 水位空間分布、地下水空間分布范圍確定、 地下水研究模型建立、地下水水質評價及地 下水資源智能化管理工作提供了重要的技術 手段。 遙感技術尋找地下水 常規的水文地質調查找水方法是一種近感 方法，視域非常有限，程序也是由點到線， 再推測到面。而遙感找水方法是以遙感影像 為信息源和調查工具，既可由點到線到面， 也可由面到線到點。

7、遙感影像視域大，信息 記錄詳盡，常常能夠顯示整個儲水構造或整 個水文地質單元的浮雕模型、地貌水系和巖 層的具體展布、褶皺和斷裂構造的具體變化， 因此易于確定構造的規模和性質，易于找出 應力集中和產狀發生變化的具體部位，從而 能夠推斷水脈和圈定富水地段。 遙感技術應用于水環境監測 傳統的環境監測方法由于受到自然條件和時空等因素限制， 具有一定的局限性。如傳統的水質測試方法主要是實地測 量或取水樣在實驗室測定，常用水質監測項目一般包括水 溫、pH、SS、DO、BOD、COD、葉綠素a、有機污染物、重 金屬及其他有毒物質等。盡管這種方法可以精確地測定出 某一位置表面水質的各項指標，但成本高且耗時長，

8、更為 重要的是難以給出這些水質指標在空間和時間上的連續分 布狀況。而隨著遙感技術的不斷進步，在水環境監測中的 應用也越來越多。環境遙感監測技術具有以下特點：適 應性強，可進行大范圍、立體性的監測，獲取其他監測手 段無法獲取的信息；效率高、信息量廣，可以獲得多點 位、多譜段和多次增強的遙感信息，提高監測分析的效率 和精度；可用于動態監測，建立水污染災害預警系統， 實行應急實監測，最大限度地對事故進行控制和降低事故 的危害。 水環境遙感監測原理 水體的遙感監測是以污染水與清潔水的反射率不 同以及出現在遙感影像上的顏色差異來監測水污 染。影響水質的主要因子有水中懸浮物（渾濁 度）、溶解有機物質、病原

9、體、油類物質、化學 物質和藻類（葉綠素、類胡蘿卜素等）。根據水 體的光學和溫度特性，可利用可見光和熱紅外遙 感技術對水體的污染狀況進行監測。清澈的水體 反射率比較低，往往小于10%，水體對光有較強的 吸收性。在進行水質監測時，可以采用以水體光 譜特性和水色為指標的遙感技術。目前，遙感技 術在水環境污染監測中的應用，主要集中在對水 體渾濁度、熱污染、富營養化、石油污染等方面。 傳感器接收水體輻射 遙感技術監測水體渾濁度 水中懸浮物微粒會對入射進水里的光發生散射 和反射,增大水體的反射率。渾濁度不同的水體 其光譜衰減特性也不同,隨著水的混濁度即懸浮 物質數量的增加,衰減系數增大,最容易透過的 波段

10、從0. 50m附近向紅色區移動。隨著渾濁水 泥沙濃度的增大和懸浮沙粒徑的增大,水的反射 率逐漸增高,其峰值逐漸從藍光移向綠光和黃綠 光。所以,定量監測懸沙濃度的最佳波段為0. 650. 8m之間,此外,若采用藍光波段反射率和 綠光波段反射率的比值,則可以判別兩種水體渾 濁度的大小。 遙感技術監測水體熱污染 水體熱污染調查使用紅外傳感器,能根據熱 效應的差異有效地探測出熱污染排放源。熱 紅外掃描圖像主要反映目標的熱輻射信息, 無論白天、黑夜,在熱紅外像片上排熱水口 的位置、排放熱水的分布范圍和擴散狀態都 十分明顯,水溫的差異在像片上也能識別出 來。利用光學技術或計算機對熱圖像作密度 分割,根據少量同步實測水溫,可正確地繪出 水體的等溫線。因此熱紅外圖像能基本上反 映熱污染區溫度的特征,達到定量解譯的目 的。 遙感技術監測城市污水 城市大量排放的工業廢水和生活污水 中帶有大量有機物，使水質惡化。衛星 遙感技術通過水體在光譜影像上的差異 來判定水體污染的變化，不僅能夠實時 觀察污染物的運動特點，還可以根據水 中的懸浮物作為判定指示物來追蹤污染 源。而水環境COD污染遙感模式的建立 為從遙感影像上快速、大面積獲取COD 信息提供了一種技術手段! 水體富營養化的監測 水體富營養化是水體接納的N、P等營養元 素超過了自身的最大負荷量,造成水體中浮 游植物大量繁殖,