,.災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)之洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè),.目錄災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)之洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)...............................................................................1目錄..............................................................................................................................21.洪澇災(zāi)害研究背景.................................................................................................41.1洪澇災(zāi)害定義..............................................................................................41.2洪澇災(zāi)害成因..............................................................................................51.2.1暴雨量集中.......................................................................................51.2.2人為影響...........................................................................................51.2.3湖泊和湖泊面積減少的影響..........................................................61.3洪澇災(zāi)害帶來(lái)的危害.................................................................................61.4洪澇結(jié)論分析..............................................................................................62.洪澇遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究概況.................................................................................72.1國(guó)內(nèi)外洪澇監(jiān)測(cè)研究.................................................................................72.2洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的基本思路.................................................................8,.2.3洪澇遙感監(jiān)測(cè)的特點(diǎn).................................................................................92.4洪澇遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)及存在問(wèn)題.............................................102.4.1發(fā)展特點(diǎn)........................................................................................102.4.2存在問(wèn)題........................................................................................103.基于TM影像的洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)研究方法................................................113.1研究方法...................................................................................................113.2基于TM影像的研究..............................................................................123.3TM數(shù)據(jù)預(yù)處理........................................................................................133.3.1輻射校正........................................................................................143.3.2幾何校正........................................................................................143.3.3數(shù)據(jù)預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)........................................................................153.4利用TM數(shù)據(jù)提取水體信息存在誤差的原因分析............................154.水體信息提取方法研究......................................................................................154.1基本原理...................................................................................................164.2水體信息的提?。ㄋw遙感監(jiān)測(cè)模型）.............................................174.2.1水體指數(shù)模型................................................................................174.2.2比值模型........................................................................................184.2.3波譜間關(guān)系模型............................................................................184.2.4單波段閾值法................................................................................184.3非水體信息的分離..................................................................................184.3.1云和陰影的去除............................................................................184.3.2植被提取.........................................................................................19,.4.3.3不透水面提取................................................................................195.洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)模型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).................................................................205.1洪澇災(zāi)情信息的提取..............................................................................205.2洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)模型的實(shí)現(xiàn)..............................................................205.2.1劃分洪水等級(jí)................................................................................215.2.2洪澇淹沒(méi)范圍提取模型...............................................................215.2.3淹沒(méi)區(qū)和過(guò)水區(qū)識(shí)別...................................................................215.3基于LandsatTM影像的洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè).............................................225.4建立洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)..................................................................236.結(jié)論和展望...........................................................................................................246.1總結(jié)...........................................................................................................246.2展望...........................................................................................................251.洪澇災(zāi)害研究背景1.1洪澇災(zāi)害定義水災(zāi)分為“洪”與“澇”兩種?！昂椤奔创笥辍⒈┯暌鹚兰绷?、山洪暴發(fā)、河水泛濫、淹沒(méi)農(nóng)田、毀壞環(huán)境與各種設(shè)施等。“澇”，指水過(guò)多或者是過(guò)于集中或返漿水過(guò)多造成的積水成災(zāi)。同時(shí)也有相對(duì)應(yīng)的洪澇災(zāi)害預(yù)防和預(yù)警機(jī)感謝閱讀制，其中包括根據(jù)防汛特征水位，對(duì)應(yīng)劃分預(yù)警級(jí)別（通常由重到輕分為一、二、感謝閱讀三、四共4個(gè)等級(jí)，分別用紅、橙、黃、藍(lán)色表示）。感謝閱讀,.1.2洪澇災(zāi)害成因1.2.1暴雨量集中洪澇災(zāi)害的發(fā)生，絕大部分是由于雨量集中在較短的時(shí)間被造成的。暴雨在短時(shí)間內(nèi)降落，雨水來(lái)不及滲入地下，滯留在地面或者在地面上流淌形成徑流，最后發(fā)展成澇災(zāi)。因此，雨量多時(shí)間段是造成洪澇災(zāi)害的一個(gè)重要原因。感謝閱讀防御能力弱。我國(guó)因?yàn)樽匀粭l件和經(jīng)濟(jì)等各種原因，防御洪澇災(zāi)害的能力還不強(qiáng)，我國(guó)大江大河中下游地區(qū)的主要城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，多數(shù)處于洪水位以下，受洪水威脅的地區(qū)有5億人口、5億畝耕地，這些地區(qū)的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)的60%；另外據(jù)有關(guān)報(bào)道，還有一半以上的城市還沒(méi)有達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)，這是洪澇災(zāi)害的一大隱患。精品文檔放心下載1.2.2人為影響人類(lèi)自身的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)活動(dòng)也加重了洪澇災(zāi)害程度：一是毀林開(kāi)荒的影響，為了加快建設(shè)而大量砍伐樹(shù)木，造成嚴(yán)重的水土流失，使下河道淤積抬升，降低調(diào)洪和排洪的能力；二是城市化的影響，許多原有城市的面積在不斷擴(kuò)大，城市增加和城市建筑面積擴(kuò)大之后，不透水地面增加，地表徑流匯流速度加快，徑流系數(shù)增大，峰現(xiàn)時(shí)間提前，洪峰流量成倍增長(zhǎng)；另城市的“熱島效應(yīng)”會(huì)使城區(qū)的暴雨頻率增加、強(qiáng)度增強(qiáng)，又加大了洪澇成災(zāi)因素，加上成熟人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，洪澇災(zāi)害的損失因此十分顯著。謝謝閱讀,.1.2.3湖泊和湖泊面積減少的影響據(jù)有關(guān)報(bào)道，我國(guó)平均每年消亡20個(gè)天然湖泊，大量的圍墾和攔截地表水流，也使湖泊水面急劇縮減，湖區(qū)洪水出現(xiàn)頻率升高。從防洪角度來(lái)看，湖泊對(duì)削減江河洪峰起著重要作用。湖泊被圍墾后損失了洪水的調(diào)蓄容積，增加洪澇的頻率和嚴(yán)重程度。當(dāng)然，這既有湖泊減少、面積縮小的因素，也有砍伐森林、植被破壞、大量泥沙涌入江湖抬高河床的原因。謝謝閱讀1.3洪澇災(zāi)害帶來(lái)的危害在各種自然災(zāi)害中，洪澇災(zāi)害是最常見(jiàn)且危害性最大的一種。洪水出現(xiàn)的頻感謝閱讀率高，波及范圍廣，來(lái)勢(shì)洶涌，破壞性極大，洪水不僅淹沒(méi)房屋和人口，造成大感謝閱讀量人員傷亡，還卷走人產(chǎn)居留地的一切物品，包括糧食，并淹沒(méi)農(nóng)田，毀壞作物，感謝閱讀導(dǎo)致糧食大幅度減產(chǎn)，從而造成饑荒。洪水還會(huì)破壞工廠廠房、通訊與交通設(shè)施，感謝閱讀從而造成對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的破壞。我國(guó)自古就是洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的國(guó)家，中國(guó)幅員遼闊，謝謝閱讀地形復(fù)雜，季風(fēng)氣候顯著，是世界上水災(zāi)頻發(fā)并且影響范圍較廣的國(guó)家之一。全謝謝閱讀國(guó)約有35%的耕地、40%的人口和70%的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常受到將和洪水的威脅，謝謝閱讀并且因?yàn)楹樗疄?zāi)害所造成的財(cái)產(chǎn)損失局各種災(zāi)害之首。1.4洪澇結(jié)論分析我國(guó)在20世紀(jì)50年各年代全國(guó)受澇面積和承載面積呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中謝謝閱讀洪澇災(zāi)害比較嚴(yán)重的年份有10年；占全國(guó)39%播種面積的多澇區(qū)受災(zāi)和成災(zāi)面謝謝閱讀積均占全國(guó)的47%，多澇區(qū)河南，少澇區(qū)北方各省受災(zāi)和承載面積在減少，其精品文檔放心下載他各省受災(zāi)和承載面積多呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。特別是今年來(lái)暴雨洪澇災(zāi)害區(qū)域性、局感謝閱讀,.地形特征比較明顯。因此對(duì)于洪澇災(zāi)害的發(fā)生范圍、變化情況進(jìn)行全方面的實(shí)時(shí)感謝閱讀監(jiān)控，獲取及時(shí)、客觀、準(zhǔn)確的洪澇災(zāi)情信息，是抗災(zāi)減災(zāi)工作中必不可少的重謝謝閱讀要環(huán)節(jié)。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)是獲取陸地表面宏觀、動(dòng)態(tài)信息的有效手段，衛(wèi)星提供的感謝閱讀災(zāi)情信息比其他常規(guī)手段有著更快速、客觀和全面等優(yōu)越性，洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)感謝閱讀技術(shù)在世界各國(guó)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，主要集中反映在快速反映、緊急救災(zāi)、災(zāi)后謝謝閱讀評(píng)估和重建等方面。2.洪澇遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究概況2.1國(guó)內(nèi)外洪澇監(jiān)測(cè)研究我國(guó)的洪澇遙感監(jiān)測(cè)的方法主要用可見(jiàn)光、近紅外和微波遙感進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可見(jiàn)光和近紅外最適合于區(qū)別水與干燥土壤或植被表面。在晴朗天氣情況下，應(yīng)用可見(jiàn)光、紅外遙感識(shí)別比較沒(méi)有植被混淆的水面，比較直接而且可操作性強(qiáng)，但可見(jiàn)光、紅外遙感最大的弊端就是無(wú)法穿透云層尤其是厚云覆蓋區(qū)，因此可觀測(cè)到退水后1-2周內(nèi)的濕潤(rùn)土壤和植被，這種缺陷可得到部分彌補(bǔ)。與可見(jiàn)光、紅外遙感不同，微波遙感不受光照和云的影響，可以全天候日夜對(duì)地進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于洪水期經(jīng)常性的云干擾具有穿透能力。精品文檔放心下載我國(guó)從80年代開(kāi)始用遙感手段監(jiān)測(cè)和評(píng)估洪澇災(zāi)害，在這方面取得了大量的研究成果，首先，衛(wèi)星探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展使得用于洪澇監(jiān)測(cè)的遙感信息源越來(lái)越豐富，從最初的NOAA氣象衛(wèi)星的AVHRR數(shù)據(jù)，發(fā)展到用陸地衛(wèi)星的TM影像，用全天候的機(jī)載和星載側(cè)視合成孔徑雷達(dá)（SAR）監(jiān)測(cè)洪水，如今隨著EOS、MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)和微型無(wú)人飛機(jī)航片的應(yīng)用，進(jìn)一步了提高了災(zāi)害宏觀精品文檔放心下載,.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和識(shí)別精度。此外，在圖像處理技術(shù)方面也得到改進(jìn)，所有這些都為遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用與洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)評(píng)估創(chuàng)造了良好條件。精品文檔放心下載20世紀(jì)90年代,以美國(guó)極地軌道的業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星NOAA/AVHRR資料為主、TM和SAR資料為輔開(kāi)展實(shí)時(shí)洪澇遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初,由于遙感探測(cè)器在不同高度軌道平臺(tái)上對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，大大豐富了用于洪澇遙感監(jiān)測(cè)的信息源，除沿用原有傳統(tǒng)的NOAAA/VHRR、TM、SPOT資料外，星載微波遙感資料和EOS、MODSI資料的應(yīng)用開(kāi)始增加，使得洪澇遙感監(jiān)測(cè)圖像信息更為豐富而且時(shí)效更高。精品文檔放心下載2.2洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的基本思路洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵在于水體的識(shí)別技術(shù)。水體識(shí)別是基于水體的光譜特征和空間位置關(guān)系分析、排除其他非水體信息從而實(shí)現(xiàn)水體信息提取的技術(shù)。其物理學(xué)基礎(chǔ)為：由于水體、植被、裸土等在可見(jiàn)光和近紅外的反射光譜特性有著較大差異，總體而言，它們的光譜特性為：水體在近紅外通道有很強(qiáng)的吸收，反射率極低，在可見(jiàn)光通道的反射率較近紅外通道高。植被在可見(jiàn)光通道的反射率較近紅外通道低。在近紅外通道波長(zhǎng)范圍內(nèi)，植被的反射率明顯高于水體，而在可見(jiàn)光通道波長(zhǎng)范圍內(nèi)，水體的反射率高于植被。裸土的反射率在可見(jiàn)光通道波長(zhǎng)范圍高于植被和水體，在近紅外通道高于水體，低于植被。感謝閱讀以上敘述的是各種典型物體的光譜共性特征，實(shí)際上，對(duì)于不同地區(qū)、不同時(shí)相、不同類(lèi)別的物體其光譜響應(yīng)具有其特殊性，各類(lèi)物體之間存在同譜異物或同物異譜的混淆信息。因此，排除植被、云、云影、城鎮(zhèn)或裸土等非水體目標(biāo)的干擾，建立可靠的水體解譯標(biāo)志和模型是提高水體識(shí)別精度中主要解決的問(wèn)題。感謝閱讀,.其基本思路是利用遙感影像解譯結(jié)果，對(duì)災(zāi)前遙感圖像的綜合判讀和分析，結(jié)合精品文檔放心下載野外抽樣調(diào)查驗(yàn)證，建立正常或警戒水位條件下河流、水庫(kù)、湖泊、塘壩等臨界精品文檔放心下載特征水域的警戒水域背景庫(kù)，將洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)水體遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果與警戒水域背謝謝閱讀景庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，提取洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)的淹沒(méi)面積和地理信息位置，結(jié)合地感謝閱讀理數(shù)據(jù)庫(kù)，綜合評(píng)價(jià)災(zāi)害的時(shí)空分布情況和受災(zāi)程度。2.3洪澇遙感監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)洪澇災(zāi)害是一種驟發(fā)性自然災(zāi)害，其發(fā)生大多具有一定突發(fā)性且危害大。人類(lèi)對(duì)洪澇災(zāi)害采取相應(yīng)的預(yù)防和控制措施過(guò)程中，主要?jiǎng)澐譃楹樗刂坪途C合管理、洪水監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警、洪水災(zāi)情監(jiān)測(cè)和防洪搶險(xiǎn)、洪水災(zāi)害綜合評(píng)估與減災(zāi)輔助決策分析等四個(gè)階段，洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)與后兩個(gè)階段工作密切相關(guān)，直接關(guān)系到減災(zāi)措施的制定、實(shí)施以及災(zāi)后的災(zāi)情評(píng)估和救災(zāi)工作的開(kāi)展。感謝閱讀目前，洪澇災(zāi)害的監(jiān)測(cè)方法分為地面觀測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)兩種，地面觀測(cè)主要以建立多個(gè)地面站的組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)洪澇災(zāi)情數(shù)據(jù)的采集，實(shí)際上，這些采集站并非專(zhuān)門(mén)為手機(jī)洪澇災(zāi)情設(shè)立，而是以氣象或水文、水利部門(mén)的地面觀測(cè)網(wǎng)為基礎(chǔ)開(kāi)展調(diào)查工作，由于洪澇災(zāi)害空間分布具有多發(fā)、少發(fā)和不發(fā)等頻度變化大的特性，所以所設(shè)立的有限地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)只能代表局部地點(diǎn)的信息，缺乏宏觀性和代表性，難以滿足洪澇災(zāi)害全空間區(qū)域的監(jiān)測(cè)，尤其當(dāng)洪災(zāi)爆發(fā)時(shí)，常常造成交通不暢、通訊中斷或觀測(cè)站點(diǎn)被破壞，人的生命也面臨危險(xiǎn)，使得災(zāi)情的空間分布信息無(wú)法及時(shí)獲取，給災(zāi)情的實(shí)時(shí)監(jiān)控帶來(lái)忙去，衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)可以彌補(bǔ)以上的諸多不足，它不受地面監(jiān)測(cè)條件的限制，其主要特點(diǎn)如下：感謝閱讀①多平臺(tái)、全方位立體監(jiān)測(cè),.② 周期性、多時(shí)相動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)③ 全空間宏觀監(jiān)測(cè)④ 資料費(fèi)用低且易于獲取2.4洪澇遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)及存在問(wèn)題2.4.1發(fā)展特點(diǎn)20世紀(jì)90年代,洪澇遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以NOAA/AVHRR資料為主，TM、SAR資料為輔，綜合利用各衛(wèi)星資料特點(diǎn)，如以高分辨率衛(wèi)星資料進(jìn)行土地利用分類(lèi)識(shí)別的結(jié)果為背景，利用高時(shí)間分辨率的衛(wèi)星資料進(jìn)行實(shí)時(shí)災(zāi)情覆蓋調(diào)查，計(jì)算相應(yīng)面積，評(píng)估受災(zāi)情況。感謝閱讀由于云遮擋時(shí)可見(jiàn)光和近紅外遙感資料無(wú)法監(jiān)測(cè)地表信息，從而影響洪澇災(zāi)害遙感的全天候監(jiān)測(cè)，因此利用微波遙感資料(如SAR、AMSU、TRMM等)進(jìn)行洪澇遙感監(jiān)測(cè)的研究越來(lái)越受到重視，但目前難以獲得大范圍、高頻次微波遙感資料，開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用仍較困難。謝謝閱讀隨著GIS技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)日趨成熟，以及各省市地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為洪澇遙感監(jiān)測(cè)提供了更全面的系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)洪澇災(zāi)害多發(fā)區(qū)如河流、湖泊、水庫(kù)、堤防等進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列監(jiān)測(cè)，構(gòu)建洪澇遙感本底數(shù)據(jù)庫(kù)，包括警戒水位或不同水位情況下的遙感影像和水域邊界矢量數(shù)據(jù)，綜合土地利用信息和地理高程數(shù)據(jù)，為洪澇災(zāi)害的定位、定性、定量監(jiān)測(cè)和分析評(píng)估提供了依據(jù)。感謝閱讀2.4.2存在問(wèn)題① 雖然可用于洪澇監(jiān)測(cè)的遙感資料較多,但是由于部分資料如航片、TM、謝謝閱讀,.SPOT、SAR等資料不能實(shí)時(shí)獲取或費(fèi)用太高,影響了日常監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的開(kāi)展。謝謝閱讀② 大部分水體信息提取仍停留在研究階段，還缺少實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)，交互謝謝閱讀式水體識(shí)別過(guò)程繁瑣，水體識(shí)別精度難以保證，識(shí)別自動(dòng)化程度不高。謝謝閱讀③ 遙感圖像處理研究常借助于國(guó)外專(zhuān)業(yè)遙感圖像處理軟件，這些通用軟件謝謝閱讀平臺(tái)功能齊全而強(qiáng)大，但操作往往比較繁瑣而且對(duì)于某專(zhuān)題信息的分析處理針對(duì)精品文檔放心下載性不強(qiáng)，不利于數(shù)據(jù)的快速處理和服務(wù)產(chǎn)品制作，不適合日常業(yè)務(wù)化要求。精品文檔放心下載3.基于TM影像的洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)研究方法3.1研究方法每種物體都具有固有的輻射特征，遙感的本質(zhì)就是探測(cè)物體的輻射能量。任何物體的輻射特征，無(wú)論是對(duì)外來(lái)輻射的反射還是自身發(fā)出的輻射，都與該物體的物理和化學(xué)特性有關(guān)，即不同的物體具有增加獨(dú)特的光譜特征，主要有以下定律來(lái)描述：普朗克輻射定律、斯特藩玻耳茲曼定律、維恩位移定律，基于上述公式可知，常溫地物的主要輻射在紅外線波段，所以應(yīng)將紅外通道作為洪澇監(jiān)測(cè)的重要信息源加以利用。精品文檔放心下載太陽(yáng)是個(gè)巨大的電磁輻射源，也是遙感的主要對(duì)象，太陽(yáng)輻射的電磁波輻射強(qiáng)度的最大值在可見(jiàn)光和近紅外兩者合計(jì)約占輻射總能量的80%，在此光譜區(qū)內(nèi)太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度變化很小，可以當(dāng)作穩(wěn)定的輻射源，其次是紫外和短波紅外，其他波段很弱。對(duì)于絕大多素地物而言，透射分量很小，甚至為零，主要是反射與吸收，被吸收的部分能量經(jīng)轉(zhuǎn)化會(huì)再輻射出來(lái)，地物各波段的反射特性和物理屬性密切相關(guān)，這是選擇遙感監(jiān)測(cè)通道的主要依據(jù)。謝謝閱讀,.太陽(yáng)輻射的電磁波到達(dá)地面需穿越大氣層，地物反射、輻射的電磁波被衛(wèi)星精品文檔放心下載遙感探測(cè)器所捕獲也要穿越大氣層。大氣中的水汽、C02、03等會(huì)選擇吸收某精品文檔放心下載些電磁波，其他的一些懸浮物如冰晶、氣溶膠、懸浮顆粒等則會(huì)選擇性散射波長(zhǎng)感謝閱讀短于氣粒徑的電磁波。因此，大氣對(duì)電磁波的選擇性吸收與散射會(huì)使某些波段的感謝閱讀輻射能量嚴(yán)重衰減以至完全不能通過(guò)。所以遙感探測(cè)器捕獲的地物反射輻射能量謝謝閱讀不僅取決于地物反射、輻射特性,還受到大氣衰減的影響。對(duì)于地物目標(biāo)的遙感感謝閱讀而言，必須避開(kāi)吸收帶，選擇受大氣影響較小，穿透性較好的大氣窗區(qū)波段，如謝謝閱讀可見(jiàn)光、近紅外、短波紅外以及熱紅外、微波等波段。因此，在開(kāi)展定量遙感時(shí)感謝閱讀必須考慮大氣影響的補(bǔ)償并給予訂正，即通過(guò)輻射校正以獲取高質(zhì)量的遙感圖感謝閱讀像。3.2基于TM影像的研究TM影像為L(zhǎng)andsat5搭載的專(zhuān)題繪圖儀（TM）獲取的圖像。TM圖像在光譜分辨率、輻射分辨率和空間分辨率方面都比MSS圖像有了較大改進(jìn)。在光譜分辨率方面，采用7個(gè)波段記錄目標(biāo)地物信息，波長(zhǎng)范圍和光譜位置都作了調(diào)整；在輻射分辨率方面，采用雙向掃描，改進(jìn)了輻射測(cè)量精度，目標(biāo)地物模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換，以256級(jí)輻射亮度描述不同地物的光譜特性，可觀察地物電磁波輻射中的細(xì)小變化；在地面分辨率方面，瞬間視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的地面分辨率為30（除第6波段）。ETM+是在原TM7個(gè)波段的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)全色波段，而且熱紅外譜段空間分辨率為60m。TM/ETM+數(shù)據(jù)具體波段范圍及地面分辨率見(jiàn)表1。謝謝閱讀,.3.3TM數(shù)據(jù)預(yù)處理大氣對(duì)遙感的影響，主要表現(xiàn)為大氣對(duì)地表地物發(fā)射輻射的衰減及傳感器和景物之間太陽(yáng)輻射的散射等，在大氣窗口內(nèi)散射最為嚴(yán)重。在TM各波段中，TM1的散射最嚴(yán)重，表現(xiàn)為灰度平均值偏高,圖像模糊,其次是TM2、TM3、TM4。謝謝閱讀散射影響在下面的應(yīng)用中應(yīng)予以考慮：①在對(duì)遙感圖像進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，由于散射，傳感器接收的信號(hào)與地物反射率之間的偏差，使得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如均值、方差等發(fā)生變化，因而影響分類(lèi)精度。感謝閱讀②在對(duì)遙感數(shù)據(jù)各波段進(jìn)行比值處理時(shí)，由于散射疊加的影響使比值失去本來(lái)的物理意義。TM數(shù)據(jù)灰度值與地物反射率并非為線性關(guān)系。謝謝閱讀③ 在對(duì)TM各波段作主成分分析時(shí)，大氣散射影響使結(jié)果不一樣。精品文檔放心下載遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理是遙感應(yīng)用的重要前提。由于遙感系統(tǒng)空間、波譜、時(shí)間以及輻射分辨率的限制，很難精確的記錄復(fù)雜地表的信息，因而誤差不可避免的存在于數(shù)據(jù)獲取的過(guò)程中。這些誤差降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而影響了圖像分析的精度。因此，在定量參數(shù)獲取和圖像分類(lèi)之前，有必要對(duì)遙感原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行輻射和幾何變形校正，以得到一個(gè)盡可能在輻射和幾何上都更接近真實(shí)的圖像。精品文檔放心下載,.3.3.1輻射校正為了正確地評(píng)價(jià)地物的反射特征和輻射特征，必須盡量消除由于傳感器本身的光電系統(tǒng)特征、太陽(yáng)高度、地形以及大氣條件等引起的光譜亮度的失真，這種消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度里的各種失真的過(guò)程稱(chēng)為輻射校正。輻射校正分為兩種：絕對(duì)輻射校正和相對(duì)輻射校正。絕對(duì)輻射校正通過(guò)輻射轉(zhuǎn)換模型將影像上地物灰度值轉(zhuǎn)化為地物反射輻亮度或反射率，這種校正轉(zhuǎn)換需要傳感器定標(biāo)參數(shù)、大氣校正參數(shù)和相應(yīng)的校正算法；相對(duì)輻射校正是采用多時(shí)相影像的地物灰度值代替地物反射輻亮度或反射率進(jìn)行的校正。謝謝閱讀3.3.2幾何校正由于幾何位置的變化，遙感影像產(chǎn)生幾何畸變，給定量分析及位置配準(zhǔn)造成困難，因此應(yīng)用之前還需要進(jìn)行幾何校正。造成遙感影像形變的原因主要有：遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化、地形起伏、地表曲率、大氣折射以及地球自轉(zhuǎn)等。幾何校正分為幾何粗校正和幾何精校正：幾何粗校正也稱(chēng)系統(tǒng)校正，指利用各種可以預(yù)測(cè)的參數(shù)，如位置參數(shù)、平臺(tái)姿態(tài)等測(cè)量值等，把原始圖像糾正到所要求的地圖投影中去；幾何精校正是利用控制點(diǎn)對(duì)原始圖像的幾何畸變過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，建立原始的畸變圖像空間與基準(zhǔn)圖像空間之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系，并利用這種對(duì)應(yīng)關(guān)系把畸變空間中的全部元素變換到糾正圖像控件中去（控制點(diǎn)應(yīng)選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)，特征變化大的地區(qū)應(yīng)該多選一些），常用方法有多項(xiàng)式糾正法、共線方程糾正法、DELAUNEY三角形法等。感謝閱讀,.3.3.3數(shù)據(jù)預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)① 幾何定位的重采樣② 區(qū)域面積計(jì)算③ 圖像處理算法：分別有彩色合成、偽彩色處理、圖像分段增強(qiáng)。感謝閱讀3.4利用TM數(shù)據(jù)提取水體信息存在誤差的原因分析感謝閱讀① 影像反射率誤差。主要來(lái)源于大氣校正、幾何校正誤差。預(yù)處理后獲得精品文檔放心下載的影像反射率與地物實(shí)際反射率之間存在一定的誤差。② 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)誤差。實(shí)地測(cè)量過(guò)程中存在的水體深度誤差。感謝閱讀③ 樣點(diǎn)數(shù)據(jù)存在的誤差。部分樣點(diǎn)數(shù)據(jù)水體深度模擬值誤差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，其謝謝閱讀精度很低。④ 其他因素的誤差。周?chē)匦渭皻夂蛟虻挠绊?，?dǎo)致收到洪澇災(zāi)害的程感謝閱讀度不同。4.水體信息提取方法研究由于水體對(duì)入射能量(太陽(yáng)光)具有強(qiáng)吸收性，所以在大部分遙感傳感器的波謝謝閱讀長(zhǎng)范圍內(nèi)，總體上呈現(xiàn)較弱的反射率，并具有隨著波長(zhǎng)的增加而進(jìn)一步減弱的趨謝謝閱讀勢(shì)。在TM遙感的藍(lán)光波段(TM1)，綠光波段(TM2)里水體的反射率相對(duì)較強(qiáng)，并且對(duì)藍(lán)光波段有明顯感謝閱讀的散射作用，但其它各類(lèi)背影地物的反差也不明顯；水體對(duì)紅光波段(TM3)的反謝謝閱讀射率次之；近紅處(TM4)、中紅外波段(TM5)，水體具有強(qiáng)烈的吸收性，幾乎吸感謝閱讀,.收了全部的入射能量，所以反射能量很少，而土壤和植被在這兩個(gè)波段內(nèi)的吸收謝謝閱讀能量較小，而且有較高的反射性，這使得水體在這兩個(gè)波段上與植被、土壤有明精品文檔放心下載顯的區(qū)別，在TM影像上水體在這兩個(gè)波段上呈現(xiàn)暗色調(diào)，而土壤和植被則呈現(xiàn)感謝閱讀相對(duì)較亮的色調(diào)。因此，在此方位研究水陸分界線、確定水體范圍是比較方便快精品文檔放心下載捷的。4.1基本原理各類(lèi)地物由于具有不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成承德呢而具有不同的電磁波特征，且具有三個(gè)主要輻射特征：地物的總輻射水平的高低是地物的第一重要的遙感特征；可見(jiàn)光和紅外的輻射平衡關(guān)系是地物的第二重要的遙感特性，即光譜曲線整體趨勢(shì)；輻射隨著波段變化的方向和強(qiáng)度，是地物的第三個(gè)重要遙感特性。作為環(huán)境獨(dú)立因子而存在的水體，同樣也具有以上闡述的不同于其他環(huán)境因素的三個(gè)遙感特性，其具體表現(xiàn)為：謝謝閱讀①天然水體對(duì)0.4-0.25波段電磁波的吸收明顯高于絕大多數(shù)其它地物。因此，水體的反射率很低即總輻射水平低于其它地物，在彩色遙感影像上表現(xiàn)為均勻的暗色調(diào)。感謝閱讀②天然水體對(duì)近紅外波段的吸收更高于對(duì)可見(jiàn)光波段的吸收，因此水體的可見(jiàn)光輻射一近紅外輻射的平衡對(duì)比關(guān)系表現(xiàn)為負(fù)方向(光譜矢量方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,而植被表現(xiàn)為正方向。謝謝閱讀③在可見(jiàn)光波段，水體的反射率隨泥沙含量的增強(qiáng)而增強(qiáng)，但反射曲線基本相似。謝謝閱讀水體在遙感影像上的表現(xiàn)受多方面因素的影響，首先是水體本身性質(zhì)所決定謝謝閱讀,.的，如水體面積、水面性質(zhì)、懸浮物的性質(zhì)和含量、水深、水溫等都能影響水體感謝閱讀的反射光譜特性形成光譜差異，導(dǎo)致影響特征很不相同。自然界水體的形狀多種謝謝閱讀多樣，海洋、大面積的湖泊等水體在影像上為特殊的大斑塊和特別的色調(diào)，而狹精品文檔放心下載小的河流在影像上為斷斷續(xù)續(xù)的線狀，其色調(diào)與周?chē)h(huán)境背景稍有差異，但因其精品文檔放心下載物理量變化較小而難以準(zhǔn)確提取。其次，受傳感器空間分辨率的限制，從而決定感謝閱讀了最小可識(shí)別目標(biāo)的大小，同時(shí)，使得在特定的波段內(nèi)地物的光譜差異被均衡化，謝謝閱讀而導(dǎo)致“同物異譜”現(xiàn)象，即在圖像處理中出現(xiàn)混合象元的問(wèn)題。水體信息的識(shí)感謝閱讀別和提取屬于通常的圖像分類(lèi)與專(zhuān)題信息提取的問(wèn)題，但它更具專(zhuān)一性和獨(dú)特謝謝閱讀性，僅需將圖像分為兩類(lèi)，即水體和非水體，因此，需要解決的是水陸分界提取謝謝閱讀和排除非水體信息問(wèn)題，采用的方法是從水體的光譜特征分析入手，根據(jù)主要輻謝謝閱讀射的三個(gè)特性，實(shí)現(xiàn)水體信息的提取。4.2水體信息的提取（水體遙感監(jiān)測(cè)模型）利用遙感圖像提取水體信息的常用方法可分為：?jiǎn)尾ǘ畏?、多波段、比值法和水體指數(shù)法。感謝閱讀4.2.1水體指數(shù)模型基于綠光、近紅外波段構(gòu)成的NDWI指數(shù)可以突出影像中的水體信息，并能最大程度上抑制植被信息，計(jì)算公式為：精品文檔放心下載,.4.2.2比值模型利用比值植被指數(shù)RVI，其計(jì)算公式為：4.2.3波譜間關(guān)系模型除原始波段外，遙感影像經(jīng)過(guò)一系列變化（比值、主成分分析等）之后生成的新圖像，也可以作為水體等典型地物遙感信息提取的特征波譜，并用于波譜間關(guān)系模型的建立。精品文檔放心下載4.2.4單波段閾值法將圖像變換后新生成的具有多個(gè)原始影像波段信息綜合的特征波段用于閾值分割，來(lái)識(shí)別水體信息，據(jù)分析，可以利用該特征波段提取水體信息。謝謝閱讀4.3非水體信息的分離非水體物體主要包括云、植被、土壤等目標(biāo)物，其中植被包括作物、林地和草地等，這里土壤泛指裸土、城鎮(zhèn)、建設(shè)用地等。通過(guò)研究它們的光譜特征實(shí)現(xiàn)有效去除非水體信息。感謝閱讀4.3.1云和陰影的去除去除云和陰影的信息對(duì)于提高影像判讀和分析的精度，增強(qiáng)影像的有效性和感謝閱讀,.可用性等方面有著重要的意義，但是由于云及其陰影具有不穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)型，在時(shí)間和空間上差異較大，而且不同季節(jié)、不同高度的云的反射率都會(huì)有所不同，因此形成了4類(lèi)去除云和陰影的方法：謝謝閱讀① 多時(shí)相圖像法。包括直方圖匹配法、多項(xiàng)式改正法和小波變換法。感謝閱讀②多幅圖像插值法。對(duì)于不同時(shí)間段的同一地區(qū)的多幅圖像進(jìn)行插值生成特定時(shí)間的圖像，達(dá)到云和陰影的目的，這種方法具有較好的處理效果。謝謝閱讀③單傳感器圖像法。包括局部信號(hào)增強(qiáng)法和整體信號(hào)過(guò)濾法，單采用單一濾波器進(jìn)行增強(qiáng)和自適應(yīng)性較差。謝謝閱讀④多光譜圖像法。利用某些波段對(duì)云和陰影具有很強(qiáng)的敏感性，提取云和陰影的覆蓋信息，然后從原始圖像中減弱云信息，增強(qiáng)陰影信息，最終達(dá)到去除云和陰影的目的。謝謝閱讀4.3.2植被提取植被的反射率值從3波段到4波段的存在躍遷式的變化，因此用第4波段與第3波段的差值圖像可以更好的增強(qiáng)植被覆蓋信息，從而更有利于植被覆蓋區(qū)域的提取。可用到比值植被指數(shù)RVI和歸一化植被指數(shù)NDVI來(lái)檢測(cè)植被生長(zhǎng)狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差。精品文檔放心下載4.3.3不透水面提取可以使用TM影像第5波段提取不透水面與植被的混合區(qū)域，然后減去第4波段和第3波段的反射率差值圖像上提取的植被信息，最后得到不透水面的覆蓋范圍。精品文檔放心下載,.5.洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)模型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)5.1洪澇災(zāi)情信息的提?、龠b感圖像經(jīng)過(guò)預(yù)處理，與警戒水域圖像疊加，然后依據(jù)被淹水體與背景感謝閱讀的光譜特征差異、色調(diào)、紋理等特征，判別洪水淹沒(méi)的邊界線與范圍，生成帶有精品文檔放心下載警戒水域范圍的洪水淹沒(méi)遙感影像圖。②通過(guò)洪水淹沒(méi)影像圖和行政區(qū)劃圖、土地利用類(lèi)型圖的疊加，按照需要精品文檔放心下載統(tǒng)計(jì)洪澇淹沒(méi)總面積、分縣淹沒(méi)面積或各種土地利用類(lèi)型的淹沒(méi)面積等。感謝閱讀③比較不同時(shí)序的洪水遙感影像圖，得出洪水演進(jìn)態(tài)勢(shì)及各地受淹沒(méi)的持感謝閱讀續(xù)時(shí)間。其中提取的洪澇災(zāi)情圖形信息可包含警戒與被淹水體、行政單元、土地精品文檔放心下載利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等在內(nèi)的諸多信息，可以根據(jù)需要生成不同的圖件顯示謝謝閱讀輸出。5.2洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)模型的實(shí)現(xiàn)洪澇遙感監(jiān)測(cè)采用改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)ANDWI或多波段合成方法謝謝閱讀進(jìn)行水體信息提取。但是當(dāng)洪澇發(fā)生時(shí)，淹沒(méi)區(qū)水體與洪澇發(fā)生前的正常水體有謝謝閱讀所區(qū)別，由于淹沒(méi)區(qū)水體信息中混和了下墊面中水以外其他信息，如被淹沒(méi)的水精品文檔放心下載田、旱地、道路、村莊等，另外，在南方，洪澇發(fā)生后往往云和云影的影響比較謝謝閱讀大，因此，必須對(duì)水體監(jiān)測(cè)模型進(jìn)行補(bǔ)充分析和修正，提高洪澇遙感監(jiān)測(cè)的精度。感謝閱讀,.5.2.1劃分洪水等級(jí)發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，下墊面的受災(zāi)程度是不同的，必須根據(jù)受災(zāi)情況將其劃分為不同等級(jí)，可以根據(jù)水體渾濁度的相對(duì)等級(jí)劃分出洪澇區(qū)域的不同受災(zāi)等級(jí)，一般可分為輕、中、重三級(jí)。精品文檔放心下載5.2.2洪澇淹沒(méi)范圍提取模型根據(jù)大量的水體光譜樣本分析，得出水體與其他地物相區(qū)別的特征，利用這些特征，得到AVHRR數(shù)據(jù)的洪澇淹沒(méi)范圍提取的基本光譜模型：水體的CH1遠(yuǎn)大于CH2，水體的CH3，小于云影的CH3，水體的CH4小于云影的CH4，水體的CH3遠(yuǎn)大于城市的CH3,；隨著洪澇面積減小，混濁度增加,水深變小，洪澇區(qū)域的特征有所改變，CH1相對(duì)減小，CH2相對(duì)增加，有向陸地逐漸過(guò)渡的趨勢(shì),且往往該部分是陸地包圍的水體或覆蓋在陸地上的淺水體。感謝閱讀同時(shí)分析了洪澇淹沒(méi)范圍在圖像上的空間特征，這樣在光譜模型的基礎(chǔ)上又給出了水體的空間模型：水體相對(duì)于陸地或云層等呈現(xiàn)較為均一的圖斑；水體圖斑的邊界相對(duì)于云層穩(wěn)定，河流的線狀特征,湖泊、海洋等面狀特征較明顯。謝謝閱讀通過(guò)以上的光譜模型和空間模型分析，確定各通道適宜的閾值，可建立洪澇淹沒(méi)范圍提取模型，從而實(shí)現(xiàn)了洪澇淹沒(méi)范圍的自動(dòng)提取。謝謝閱讀5.2.3淹沒(méi)區(qū)和過(guò)水區(qū)識(shí)別利用水體模型分析，選擇正常情況下的影像進(jìn)行水體提取，建立正常水體基礎(chǔ)圖，在洪澇發(fā)生時(shí)影像中提取洪澇淹沒(méi)區(qū)水體，將洪澇過(guò)程中水體與正常水體的圖像進(jìn)行疊加，可以檢測(cè)出洪水淹沒(méi)情況，以及分辨出淹沒(méi)區(qū)和部分或完全退謝謝閱讀,.水區(qū)。洪澇災(zāi)害面積計(jì)算水體面積的估算是從每個(gè)像元開(kāi)始的，設(shè)第i個(gè)像元中水體面積和像元面積精品文檔放心下載之比為ai，則水體面積為：式中，n為估算區(qū)域中像元的個(gè)數(shù)，Si為第i個(gè)像元的面積。精品文檔放心下載5.3基于LandsatTM影像的洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)精品文檔放心下載MT影像空間分辨率較高，有7個(gè)光譜波段。TM7、4、1波段組合作RGB假彩色合成，合成效果較好，圖像顯示信息豐富，突出了洪澇災(zāi)害特征信息，色調(diào)協(xié)調(diào)，反差適中，重要信息色彩突出、鮮明醒目，并且接近于真彩色，影像清晰，影紋細(xì)膩。多波段的TM影像包含著豐富的地面水分狀況和植被長(zhǎng)勢(shì)信息，如第1波段藍(lán)光和第2波段綠光對(duì)水體穿透力能力較強(qiáng)，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況，有助于探測(cè)水層深淺和劃分渾濁的洪水與清澈的自然水體，而位于中紅外的第5波段、第7波段，反映水體額水陸邊界特別敏銳。因此TM對(duì)洪水災(zāi)情的監(jiān)測(cè)和分析特別有效。雖然TM影像最高空間分辨率可達(dá)到30m，但由于資源衛(wèi)星軌道重復(fù)周期長(zhǎng)，難以及時(shí)掌控洪澇災(zāi)害的動(dòng)態(tài)信息。而利用TM訂正NOAA監(jiān)測(cè)洪澇精度分析可以彌補(bǔ)這方面的缺陷，NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)時(shí)頻高、覆蓋范圍大、數(shù)據(jù)持續(xù)可靠，且容易獲取，但因空間分辨率不如TM，因此要用TM資料訂正NOAA資料監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確程度，這就存在兩者配準(zhǔn)感謝閱讀,.問(wèn)題，只有在同一圖像窗口內(nèi)分別提取洪澇災(zāi)害淹沒(méi)區(qū)域才能準(zhǔn)確比較訂正。謝謝閱讀TM衛(wèi)星資料具有高空