专题：基于遥感的自然生态环境监测课件
基于遥感的自然生态环境监测与评价——以普洱市思茅区为例
Open Journal of Natural Science 自然科学, 2021, 9(1), 64-71Published Online January 2021 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2021.91009基于遥感的自然生态环境监测与评价——以普洱市思茅区为例沈润，罗琪，叶蕾，蒋永泉云南师范大学地理学部，云南昆明收稿日期：2020年12月11日；录用日期：2021年1月8日；发布日期：2021年1月18日摘要遥感技术的发展为自然生态环境的监测提供了准确、高效的技术手段。
基于2018年3月的Landsat数据以及DEM数据，提取了植被覆盖度、土壤指数和坡度三个重要生态因子，并将归一化后的因子带入构建的综合指数评价模型，得出了思茅区生态环境质量指数，最后根据指数值进行分级，对思茅区的自然生态环境质量进行了评价与分析。
研究结果表明：思茅区的自然生态环境质量以良和差为主，研究区东北部和东南部的生态环境质量差，西部相对较好。
该研究结果与实际情况基本符合，因此基于遥感的自然生态环境监测与评价的方法，能够为区域的生态环境监测、治理和改善提供重要参考。
关键词生态环境质量，生态因子，遥感，综合指数评价模型Monitoring and Evaluation of NaturalEcological Environment Based onRemote Sensing—A Case Studyof Pu’er Simao DistrictRun Shen, Qi Luo, Lei Ye, Yongquan JiangFaculty of Geographical Science, Yunnan Normal University, Kunming YunnanReceived: Dec. 11th, 2020; accepted: Jan. 8th, 2021; published: Jan. 18th, 2021沈润 等AbstractThe development of remote sensing technology provides accurate and efficient technical means for monitoring the natural ecological environment. Based on the Landsat data and DEM data in March 2018, the three important ecological factors of vegetation coverage, soil index and slope were extracted, and the normalized factors were brought into the constructed comprehensive in-dex evaluation model, and the Simao district was obtained. Eco-environmental quality index, fi-nally classified according to the index value, to evaluate and analyze the natural ecological envi-ronment quality of Simao District. The results of the study show that the quality of the natural ecological environment in Simao District is mainly good and poor, the quality of the ecological en-vironment in the northeast and southeast of the study area is poor, and the west is relatively good. The research results are basically in line with the actual situation. Therefore, the method of natu-ral ecological environment monitoring and evaluation based on remote sensing can provide an important reference for regional ecological environment monitoring, management and improve-ment.KeywordsEcological Environment Quality, Ecological Factors, Remote Sensing, Comprehensive Index Evaluation ModelCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着社会经济的快速发展以及自然环境的不断改变，生物多样性减少、水土流失、土地荒漠化等环境问题层出不穷，给社会经济可持续发展带来严重挑战[1]。
基于遥感的生态恢复效果监测
基于遥感的生态恢复效果监测在当今社会，生态环境的保护和恢复成为了全球关注的焦点。
随着人类活动的不断扩张和对自然资源的过度开发，许多生态系统遭受了严重的破坏。
为了实现可持续发展，采取有效的生态恢复措施至关重要。
而如何准确、全面地监测这些生态恢复措施的效果，则是评估恢复工作成功与否的关键。
遥感技术的出现和不断发展，为生态恢复效果的监测提供了强大的工具和手段。
遥感技术是什么呢？简单来说，遥感就是不直接接触目标物体，通过传感器来获取其信息的一种技术。
它就像是我们从远处用特殊的“眼睛”去观察和了解地球上的各种现象。
这些“眼睛”可以是卫星搭载的传感器，也可以是飞机上安装的设备。
通过接收和分析目标物体反射或发射的电磁波信号，我们能够获取关于其特征和状态的大量信息。
在生态恢复效果监测中，遥感技术具有许多独特的优势。
首先，它能够实现大面积的同步观测。
想象一下，要靠人工去测量和评估一个广阔区域的生态变化，那得耗费多少时间和人力啊！但遥感技术可以在短时间内获取大面积的信息，让我们对整个区域的生态状况有一个整体的了解。
其次，遥感具有多波段、多时相的观测能力。
不同的波段可以反映出物体的不同特征，比如植被的生长状况、土壤的水分含量等。
而多时相的观测则能够让我们看到生态系统随时间的变化趋势，及时发现问题和评估恢复效果。
那么，具体是如何利用遥感技术来监测生态恢复效果的呢？首先，我们可以通过遥感影像来监测植被的覆盖度和生长状况。
植被是生态系统的重要组成部分，它的变化能够很好地反映生态恢复的效果。
通过分析遥感影像中植被的光谱特征，我们可以计算出植被的覆盖度，了解植被的生长密度和分布情况。
同时，还可以监测植被的叶面积指数、叶绿素含量等生理参数，评估植被的健康状况和生产力。
除了植被，土壤也是生态恢复中需要关注的重要因素。
遥感技术可以帮助我们监测土壤的水分含量、质地和侵蚀状况。
例如，利用微波遥感可以穿透土壤表面，获取土壤水分的信息。
而通过高分辨率的遥感影像，我们能够观察到土壤的纹理和结构，判断土壤的质地和侵蚀程度。
基于遥感技术的生态环境监测与保护应用研究_2
基于遥感技术的生态环境监测与保护应用研究发布时间：2021-11-23T02:46:27.545Z 来源：《工程建设标准化》2021年第9月18期作者：张滨[导读] 随着科学技术的不断进步，国内的技术创新得到了新的飞跃与发展，信息技术的多样化也层出不穷，张滨身份证号码：37040219820401****摘要：随着科学技术的不断进步，国内的技术创新得到了新的飞跃与发展，信息技术的多样化也层出不穷，但目前依旧面临着较多生态环境监测与保护等问题。
而遥感技术由于其具备较强的技术优势，目前已经在环境监测中得到了较好的应用，受得了社会各界的广泛关注与认可，进而使得遥感技术的研究标准和研究水平得到大步提升。
在实际的应用过程中，遥感技术可对大气、水环境等进行快速监测，利用计算机制图软件对当前的环境样本取值进行分析，将所获取的信息绘制成对应的图，增强数据的可理解性，优化环境监测效果。
关键词：遥感技术；生态环境监测；保护；应用随着生态环境保护工作逐渐得到重视，以卫星、航空技术为技术支持的遥感技术广泛地应用到环境监测与管理中，科学、系统地对生态环境进行监测和保护。
通过遥感技术的实时监测，实时反馈生态环境质量情况，防止生态环境遭到破坏。
本文以遥感技术为基础，研究与探索在环境监测中遥感技术的应用效果，在一定程度上推进生态环境保护工作的进行。
1生态环境监测及遥感技术内涵1.1生态环境监测特点由于生态环境监测工作的覆盖面广、工作时间长以及难度大，导致工作进行缓慢。
地方主管部门检查、上级主管部门督察以及社会共同监督等传统的环境监管方式工作量巨大、消耗的时间长，而且监管不一定到位，采集的数据也不一定准确，人力物力损耗极大；另外，在偏远地区安装监测设备的难度大；一些排污不达标的企业，为了蒙混过关，用了很多方法躲避检查。
总的来说，发现目标困难，采集准确数据困难，确定污染位置困难是目前我国环境监管的三大困难。
1.2遥感技术内涵随着科技的发展，生态环境监管工作中应用遥感技术的可能性得到了提高，遥感技术通过发射电磁波和接收反射的电磁波，将根据电磁波的变化情况，对监测目标进行识别与监测。
生态环境状况遥感动态监测
生态环境状况遥感动态监测人口的增长和社会工业化程度的提高，使得区域人口、资源与环境的矛盾不断加剧，荒漠化、水土流失等生态环境问题更加突出，正确认识和评价区域生态环境状况成为区域生态环境预测和预警的基础.黄土高原因脆弱的生态环境、严重的水土流失成为我国生态环境建设的重点区域，中央和地方在政策和资金方面大力支持黄土高原地区生态环境建设.富县是陕北黄土高原沟壑区向黄土丘陵沟壑区的过渡带，是子午岭国家级水土流失重点防治区水土保持重点县之一.了解该地区生态环境现状及其变化，不仅能检验封山禁牧、退耕还林草工程建设的成效，也可为黄土高原沟壑区生态环境的保护及管理提供理论方法与科学依据.区域生态环境质量评价的方法有很多种，但目前尚没有一个规范的评价体系.随着卫星遥感技术的发展，越来越多基于遥感反演的生态环境指标参与到生态环境监测和质量评价中，为宏观区域生态环境质量评价提供了科学数据.2006年国家环境保护部规范了基于生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数的生态环境状况指数(EI)，在我国多个省、市、自治区、县域及流域范围内得到广泛应用.但在实际应用中，学者们对规范中的指标和权重均作了不同程度的调整，这是因为规范中还存在诸多问题，如大部分评价指标是基于土地利用来确定的，同质性较高;环境质量指标是以县为单位的统计数据，难以在空间上对生态环境状况作出响应;在地形地貌复杂的县域范围内，土地利用信息提取精度受限，EI 的各项指标提取都存在精度挑战.因此，完全基于遥感信息技术的、与EI具有可比性的新型遥感生态指数(RSEI)受到青睐，可用来定量评价区域生态环境状况.本文采用主成分分析的方法，耦合基于遥感反演的植被指数、裸土指数、湿度指数和地表温度指标，利用RSEI对黄土高原沟壑区陕西省富县1995—2014年的生态环境状况进行评价，分析研究区生态环境状况的空间分布及其变化，探讨生态环境变化的影响因素，以期为生态环境建设提供理论方法和科学依据.1研究地区与研究方法1.1研究区概况陕西省富县(35°44'6〃一36° 23'23〃N, 108° 29'30〃一109° 42'54〃E)东与宜川、洛川相邻，西与甘肃省合水县、宁县相连，南与黄陵相靠，北与志丹、甘泉、延安相连(图1), 海拔856〜1680m,全县辖8镇5乡.该区地形地貌包括以洛河和葫芦河为主的河流阶地，中部高塬沟壑区，塬区北部为丘陵沟壑，东部和西部为土石低山.全县土壤以分布于丘陵沟壑和低山林草地带的灰褐土为主，耕地土壤类型以黄绵土为主.属中纬度半干旱地区，年均气温7. 1〜9.0℃,年日照时数2032〜2428h,年无霜期平均130d,年均降水量500〜600mm，多呈高强度的阵性降水过程.1.2数据源与数据预处理遥感数据为美国地质调查局网站提供的1995 年11月13日的Landsat5TM影像和2014年11月3日获取的Landsat8OLI 和TIRS影像.非遥感数据包括富县1X5万地形图、行政区划图、土地利用现状图、土壤图和富县统计文本资料.在ENVI5. 0 下对两个时期的遥感影像进行辐射定标，将像元灰度值(DN)转换为辐射亮度值.采用FLAASH 大气校正工具和中纬度冬季标准大气模型对两期影像的可见光-近红外波段进行大气校正.校正后的可见光-近红外反射率波段和热波段的辐射亮度影像通过波段组合(layerstacking)生成多波段图像文件.基于1：5万地形图，采用二次多项式和最近邻法对多波段图像进行配准，均方根误差(RMS)控制在0. 5个像元以内，同时利用富县行政区划矢量数据提取研究区内多波段遥感图像.1.3生态质量遥感评价指标在反映生态质量的诸多自然因素中，绿度、湿度、热度、干度与人类的生存息息相关，是人类直观感觉生态条件优劣的最重要指标，遥感生态指数(RSEI)采用植被指数、裸土指数、湿度指数、地表温度分别代表绿度、干度、湿度和热度作为生态指数的评价指标.1.3.1湿度指标土壤湿度是进行土壤退化等生态环境研究的重要指标.遥感缨帽变换所获取的湿度分量反映了地表水体、植被和土壤的湿度状况，在生态环境监测中得到广泛应用.基于TM和OLI反射率数据的湿度分量(Wet)提取公式。
4-专题：基于遥感的自然生态环境监测
房子的宽度是恒定的 (8m), 而在影像上的体现却各有 不同, 这说明各处的比例尺是变化的
ENVI/IDL
1.3 SPOTPAN正射纠正——传感器姿态/方位
1 2 3
要进行三角测量，就要给定软件 计算或估计出的空间传感器的位 置和方位
ENVI/IDL
1.3 SPOTPAN正射纠正——推帚扫描透视中心
（传感器的系统误差）
• 数据是沿扫描线获取的，每条扫描线都有自己的
透视中心
• 每条扫描线的传感器位置和方向都不同 • 多项式的纠正只能针对分辨率比较低的卫星影像，
而对于高分辨率的卫星影像我们需要严格的物理 模型（如，dim原数据）或者是有理函数多项式进 行模拟卫星参数（如RPC参数）。
ENVI/IDL
•
高斯—克吕格投影示意
ENVI/IDL
1.2 自定义坐标系——大地坐标
•
在地面上建立一系列相连接的三角形，量取一段 精确的距离作为起算边，在这个边的两端点，采 用天文观测的方法确定其点位（经度、纬度和方 位角），用精密测角仪器测定各三角形的角值， 根据起算边的边长和点位，就可以推算出其他各 点的坐标。这样推算出的坐标，称为大地坐标。
- 比例尺变化 - 传感器的姿态/方位 - 传感器的系统误差
• 正射纠正可以消除这些误差
ENVI/IDL
1.3 SPOTPAN正射纠正——比例尺变化
• 在所有的摄影影像中都会发生
房子的宽度 = 8m
2 cm
比例尺为 1:400
6 cm
比例尺为 1:133
影像的各处比例尺是不相同的
ENVI/IDL
1.3 SPOTPAN正射纠正——比例尺变化
《遥测遥感技术》课件
CONTENTS
遥测遥感技术概述遥测技术与系统遥感技术与系统遥测与遥感的融合技术遥测遥感技术的未来展望
遥测遥感技术概述
01
遥测遥感技术是一种通过非接触方式，远距离获取目标或环境数据的技术。
定义
具有远距离、非接触、快速、高精度、大面积覆盖等优势，为科学研究、资源调查、环境监测等领域提供了强大的技术支持。
城市规划与管理
遥测遥感技术为科学研究提供了大量高精度、高分辨率的数据，有助于深入了解地球环境和自然现象。
科学研究
20世纪初，遥测和遥感技术开始起步，主要应用于军事侦察和地图测绘。
20世纪中叶，随着卫星技术的发展，遥测遥感技术逐渐成熟，广泛应用于地球观测和资源调查。
21世纪初，随着无人机、高光谱成像等技术的发展，遥测遥感技术不断创新，应用领域更加广泛。
特点
遥测遥感技术广泛应用于土地、森林、水域等资源的调查，能够快速获取大范围的地物信息，为资源管理和规划提供依据。
资源调查
遥测遥感技术能够实时监测环境变化，如气象、水文、地震等自然灾害，为环境保护和灾害预警提供重要信息。
环境监测
遥测遥感技术能够获取城市空间布局、建筑分布、交通状况等数据，为城市规划和管理提供决策支持。
通过接收来自目标自身的辐射或者反射太阳光的电磁波进行遥感测量的方式。
利用卫星、航天飞机等航天器进行遥感测量的方式。
利用飞机、无人机等航空器进行遥感测量的方式。
主动遥感
被动遥感
航天遥感
航空遥感
用于接收和记录电磁波的设备，包括光学相机、红外相机、雷达等。
用于将遥感数据传输回地面的设备，包括卫星通信设备、数据链等。
传感器
传输设备
5-专题基于遥感的自然生态环境监测PPT课件
数 -1800 -900 -500 -300 -100
1323
值
编1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
码
值
ENVI/IDL
2.4 生态因子归一化（四、地形因子）
• 地形因子
• 坡度对水土流失影响最大。一般情况下，侵蚀量 和坡度成正相关，将工程区划分10级坡度类型， 按坡度越低越有利于土地资源利用的原则，较低 的坡度区赋予较高分值。
• 该专题利用与Spot数据融合后的10米TM数据与DEM ，通过各评价因子的计算，用指数法和综合指数 法进行襄樊区部分区域的生态环境评价
• Байду номын сангаас解了生态环境评价的流程
• 学会用ENVI进行生态环境评价的数据处理工具：
- 快速大气校正 - 缨帽变换 - DEM坡度计算 - 波段运算 - 密度分割 - 图像统计
• 植被覆盖度是根据前人研究的NDVI估算模型：
- FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)
- 其中NDVI是归一化指标指数，NDVImax表示区域最大 NDVI值，NDVImin表示区域最小的NDVI值。
- 由于图像中不可避免的存在着噪声，NDVImax和NDVImin 并不一定是最大NDVI值和最小的NDVI值，可以根据直 方图分别取两头“拐点处”的值。
- E=W1 *Sv+W2 *Ss +W3 *St
- W1=0.7，W2=0.2，W3=0.1
评价等级
优 良
中 差
《遥感原理与应用》课件
遥感优势
遥感技术具有覆盖范围广 、信息量大、获取速度快 、实时性强等优势。
遥感技术分类
01
02
03
04
主动遥感
主动遥感通过向目标物发射电 磁波并接收反射回来的回波来
获取信息，如雷达遥感。
被动遥感
被动遥感通过接收目标物自身 发射的电磁波来获取信息，如
和市场调控提供依据。
农业灾害监测
03
及时发现和评估农业灾害，如病虫害、旱涝等，采取有效措施
减轻损失。
林业应用
森林资源调查
全面掌握森林资源的分布 、面积和生长状况，为林 业管理和可持续发展提供 数据支持。
森林火灾监测
快速发现森林火灾，及时 组织救援，减少火灾损失 。
林业病虫害监测
遥感技术可监测林业病虫 害的发生和扩散情况，指 导防治工作。
文化景观分析
通过遥感图像分析古代人类活动留下的文化景观，揭示历 史时期的社会、经济和文化状况。
文物鉴定与保护
遥感技术可辅助文物鉴定，同时为文物保护和修复提供重 要信息。
气象领域应用
气象观测
利用卫星遥感技术观测大气、云 层、风速等气象要素，为天气预 报和气候变化研究提供数据支持 。
灾害预警
遥感技术可监测自然灾害如洪涝 、地震等的发生和发展，及时发 出预警信息，减少灾害损失。
01
军事侦察
利用遥感技术获取敌方军事部署 、行动和装备信息，为军事决策 提供重要依据。
目标识别
02
03
战场环境监测
通过遥感图像识别敌方车辆、飞 机、舰艇等目标，提高作战效能 。
遥感技术可实时监测战场环境变 化，如地形、气象条件等，为军 事行动提供决策支持。
遥感变化检测方法综述PPT课件
空间变化检测方法
图像分割
将影像分割成不同的区域， 通过比较不同时相的分割 结果，识别地物变化。
空间滤波
利用滤波器提取影像中的 空间特征，通过比较不同 时相的空间特征，识别地 物变化。
拓扑关系分析
利用拓扑关系分析地物间 的空间关系，通过比较不 同时相的拓扑关系，识别 地物变化。
时间序列变化检测方法
农业灾害监测
遥感变化检测能够及时发现农业灾害，如病虫害、旱涝灾害等， 为灾害防控提供帮助。
灾害监测与评估
地震灾害监测
利用遥感技术监测地震灾害造成的破坏，为救援和重建工作提供数 据支持。
洪水灾害监测
遥感变化检测能够实时监测洪水灾害情况，为抗洪救灾和灾后评估 提供依据。
火灾监测
通过遥感技术监测火灾发生和发展情况，为火灾防控和救援工作提供 帮助。
变化检测精度与可靠性
精度要求
变化检测结果的精度直接关系到 其应用价值，如何提高检测精度 是关键问题。
可靠性评估
变化检测结果的可靠性评估是必 要的，以确保检测结果的可靠性 和稳定性。
误差来源分析
对变化检测中的误差来源进行分 析，有助于针对性地采取措施提 高检测精度和可靠性。
多源遥感数据的融合与分析
01
数据融合方法
多源遥感数据融合是提高变化检 测精度的重要手段，研究有效的 数据融合方法至关重要。
02
特征提取与分析
针对多源遥感数据，提取有效的 特征并进行深入分析，有助于提 高变化检测的准确性。
03
数据融合与特征提 取的优化
不断优化数据融合和特征提取的 方法，以满足变化检测的实际需 求。
高时空分辨率遥感数据的获取与应用
数据获取技术
高时空分辨率遥感数据的获取依赖于先进的技术手段，如高分辨 率卫星、无人机等。
基于遥感的生态环境保护研究
基于遥感的生态环境保护研究在当今时代，生态环境保护已经成为全球关注的焦点议题。
随着科技的飞速发展，遥感技术作为一种强大的工具，为生态环境保护研究提供了全新的视角和方法。
遥感技术能够在不直接接触目标物体的情况下，远距离获取大量的信息，这使得我们能够更全面、更深入地了解生态环境的现状和变化趋势。
遥感技术的原理其实并不复杂。
它主要通过传感器接收来自地球表面物体反射或发射的电磁波信号，然后对这些信号进行处理和分析，从而获取有关物体的特征和信息。
不同的物体在电磁波谱上具有不同的反射和发射特性，这就为我们区分和识别各种地物提供了依据。
例如，植被在可见光和近红外波段的反射特性与土壤、水体等有明显差异，通过对这些差异的分析，我们可以准确地识别出植被的分布范围和生长状况。
在生态环境保护中，遥感技术有着广泛的应用。
首先，它可以用于监测土地利用和土地覆盖的变化。
通过对不同时期的遥感影像进行对比分析，我们能够清晰地看到城市扩张、森林砍伐、农田开垦等土地利用方式的转变，这对于评估人类活动对生态环境的影响至关重要。
例如，在一些发展迅速的地区，城市的不断扩张导致大量的耕地和林地被占用，这不仅破坏了生态平衡，还可能引发一系列的环境问题，如水土流失、生物多样性减少等。
遥感技术能够及时发现这些变化，为制定合理的土地利用规划和生态保护政策提供科学依据。
其次，遥感技术在水资源监测方面也发挥着重要作用。
它可以帮助我们了解水体的分布、水质状况以及水资源的变化趋势。
例如，通过遥感影像中的光谱信息，我们可以判断水体的浑浊度、叶绿素含量等指标，从而评估水质的好坏。
此外，遥感技术还能够监测河流、湖泊的水位变化，以及地下水的储量和动态，这对于水资源的合理开发和管理具有重要意义。
在一些干旱地区，水资源的短缺是制约经济发展和生态环境改善的关键因素。
通过遥感技术的监测和分析，我们可以更好地掌握水资源的分布和变化规律，制定科学的水资源调配方案，提高水资源的利用效率，保障生态用水和居民生活用水的需求。
201-应用专题：基于遥感的自然生态环境监测
3.3 生态指数RSEI背景处理
• File->Save As ENVI，选择RSEI.dat，Mask选择研究区shapefile文件或掩膜文 件，点击OK，在输出面板上，点击Find Suitable Data Ignore value自动设置忽 略背景值
应用专题一：基于遥感的自然生态环境监测
专题背景
• 随着社会的不断发展，人们对自然生态环境质量的重视程度逐渐提高。本专题介 绍应用遥感技术进行自然生态环境的评价。
专题概述
• 本专题主要利用10米的哨兵2A数据源，提取相关生态因子，应用较成熟的遥感生 态指数（RSEI），评价与监测区域生态质量，完成整个自然生态环境评价流程。
2.4 生态因子计算 — 热度指标
• /Extensions/Landsat 8 LST工具，查询得到大气条件参数，包括大气透过率、大 气上行辐射、大气下行辐射，工具直接计算出地表温度的结果。
2.4 生态因子计算 — 热度指标
• 将30米的温度结果重采样到10米，并裁剪出研究区 • 重采样工具：/Raster Management/Resize Data
• Regions of Interest > Subset Data from ROIs工具
研究区裁剪的结果存放路径为：“……\4-生态因子计算\”
生态因子计算
生态因子计算步骤
流程说明
• 结合参考资料，计算植被指数、湿度分量、地表温度和土壤指数，作为绿度、湿 度、温度和干度指标
• 其中，植被指数、湿度分量、干度指标使用预处理得到的10米哨兵-2A多光谱数 据表观反射率计算得到，温度使用Landsat8热红外数据计算得到。
波段名称
2 3 4 8 5 6 7 8a 11 12 1 9 10
生态监测技术ppt课件
浮游动物要素
常规指标：小型、中型和大型浮游动物群落结构、类型及总数， 优势种的变化动态总生物量。 选择指标：有毒物质在浮游动物中的残留量， 常规指标：生物量、群落结构及组成(定量分类)．种的丰度或 覆盖面积，优势种及动态。
底栖生物要素
选择指标：有毒物质残留量。
细菌和大肠杆菌的总量、分类及生化活性。 常规指标：个体种类与数量，年龄与丰富度，现存量，捕获量 和生产力 选择指标：残毒分析，致残量和亚致死量，酶活性(P—450酶)。
②
农业生态系统
(1)农田(包括农垦区)生态系统 当前重点应放在土壤、农作物和农用 水源污染．土地利用改变，农区植被破坏，病虫害发生情况，天敌 物种变化，农垦区野生动物改变以及农用生物种和品种数量改变等 方面的指标 (2)草地生态系统 当前重点应放在草地面积变化，草地生产力变化， 放牧强度地沙漠化程度和发展趋势，南方草地被垦殖和水土流失情 况等方而的指标。 (3)水产水域牛态系统 当前重点应放在水体污染、富营养化，水体利 用改变域面积和水源枯渴情况，养殖与捕捞情况，水域水产物种改 变等方面的指标
19
底质要素
常规指标：颜色、颗粒分析、有机质、总氯、总磷、pH、 Eh、总汞、甲基汞、铜、铬、砷、硒、酮、铅、锌、氰化 物和农药。 选择指标：硫化物、COD、BOD5
浮游植物要素
常规指标：浮游植物总生物量、浮游植物群落组成及其数 量(定量分类)，优势种的动态。
选择指标：有毒物质在浮游植物中的残留量
对象：某一特定生态系统或生态系统聚合体的结构和功能 特征及其在人类活动影响下的变化。 分类：
干扰性生态监测：对人类特定生产活动所造成的生态干扰监测。
（完整word版）综合应用一：基于遥感的自然生态环境监测
（完整word版）综合应⽤⼀：基于遥感的⾃然⽣态环境监测遥感应⽤实习报告班级：⼩组：学号：姓名：指导⽼师：测绘科学与技术学院⼆零⼀七年⼀⽉遥感应⽤实习是《遥感原理与应⽤》与《遥感图像处理》课后进⾏的实践教学，是进⼀步理解、掌握遥感影像处理理论的重要实践环节。
遥感信息是测绘、资源调查、环境监测、灾害评价等诸⽅⾯应⽤的主要数据源。
各个部门对遥感专业⼈才的需求也⽇益凸显，遥感作为⼀门技术性很强的专业，加强实习实践环节教学是⾮常必要的。
⼀、教学⽬标和基本要求实习要求学⽣能进⼀步理解遥感图像的含义、遥感图像的表达及对遥感图像的基本操作，能独⽴设计或应⽤遥感图像处理软件进⾏⽬的驱动的专题操作。
因此，要求每个学⽣都必须认真对待，并保质保量完成实习任务，不得马虎敷衍。
希望通过本次实习达到以下⼏⽅⾯的⽬的：1．掌握遥感图像处理软件的基本使⽤⽅法；2．会使⽤遥感图像处理软件进⾏遥感影像的处理操作，掌握遥感影像处理的⼀般流程和步骤⽅法；3．能够基于所学的遥感原理及其图像处理的相关理论知识，结合遥感图像处理软件解决实际⼯程的应⽤问题，能够进⾏⽅案设计、处理并分析数据并通过信息综合得到有效的结论；4．通过提⾼部分的练习培养学⽣⾃主学习和终⾝学习的意识，提⾼学⽣适应社会发展的能⼒；5．通过实习加强学⽣对所学理论知识的理解与掌握。
⼆、实习地点固定教室2教304。
三、时间内容和时间安排基于遥感的⾃然⽣态环境监测⽬录基于遥感的⾃然⽣态环境监测 (1)⽬录 (1)摘要 (2)背景 (3)1数据获取 (4)1.1⾃定义坐标系 (4)1.2正射纠正 (4)2预处理 (4)2.1图像配准 (4)2.2图像融合 (4)3⽣态因⼦⽣成 (4)3.1⼤⽓校正 (4)3.2植被坡度计算 (4)3.3⼟壤指数计算 (5)3.4坡度计算 (5)3.5⾃然⽣态因⼦归⼀化 (5)4⽣态环境评价 (5)5总结 (6)摘要：⾃然⽣态环境是指存在于⼈类社会周围的对⼈类的⽣存和发展产⽣直接或间接影响的各种天然形成的物质和能量的总体，是⾃然界中的⽣物群体和⼀定空间环境共同组成的具有⼀定结构和功能的综合体，且未受⼈类⼲扰或⼈扶持，在⼀定空间和时间范围内依靠⽣物及其环境本⾝的⾃我调节来维持相对稳定的⽣态系统。
遥感监测技术ppt课件
3.1遥感技术在水质监测中的应用
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水体遥感监测的基本理论
1、遥感监 测参数：浑 浊度、浮游 植物、溶解 性有机物、 化学性水质 指标。
2、主要机理：被污染水 体具有独特的有别于清洁 水体的光谱特征，这些光 谱特征体现在其对特定波 长的光的吸收或反射，而 且这些光谱特征能够为遥 感器所捕获并在遥感图象 中体现出来。如当水体出 现富营养化时，浮游植物 中的叶绿素对近红外波段 具有明显的“陡坡效应”， 故而这类水体兼有水体和 植物的光谱特征，即在可 见光波段反射率低，在近 红外波段反射率却明显升 高。
3、主要方法： ①摄影 ②红外 ③相关光谱 ④光雷达探测
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摄影遥感监测技术
1、应用范围摄 影机是一种遥感 装置，将其安装 在飞机、卫星上 对目标物进行拍 照摄影，可以对 土地利用、植被、 水体、大气污染 状况等进行监测。 2、原理基于上 述目标物或现象 对电磁波的反射 特性有差异，用 感光胶片感光记 录就会得到不同 颜色或色调的照 片。
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水体遥感监测的应用
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水质遥感存在的问题与发展趋势
1、存在的问题：①多数 限定于定性研究，或进行 已有的航空和卫星遥感数 据分析，却很少进行定量 分析。②监测精度不高， 各种算法以经验、半经验 方法为主。③算法具有局 部性、地方性和季节性， 适用性、可移植性差。④ 监测的水质参数少，主要 集中在悬浮沉积物、叶绿 素和透明度、浑浊度等参 数。⑤遥感水质监测的波 段范围小，多集中于可见 光和近红外波段范围，而 且光谱分辨率大小不等， 尤其是缺乏微波波段表面 水质的研究。
2、原理：当热红外扫描仪的旋转 镜头对准受检目标物表面扫描时， 镜面将传来的辐射能反射聚焦在 光敏元件上，光敏元件随受照光 量不同，引起阻值变化，从而导 致传导电流的变化。让此电流流 过具有恒定电阻的灯泡时，则灯 泡发光明暗度随电流大小变化， 变化的光度又使照相胶片产生不 同程度的曝光，这样便可得到能 反映被检目标物情况的影像。这 种影像还可以通过阴极射线管的 屏幕得以显示，或进一步由计算 机处理后以直方图的图象形式输 出。
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6378140.0 6356755.3 1：298.257
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操作：自定义本专题研究区坐 标系
•坐标定义文件：
• HOME\Program Files\Exelis\ENVI50\classic\map_proj文件夹下，三 个文件记录了坐标信息：
• ellipse.txt 椭球体参数文件 • datum.txt 基准面参数文件 • map_proj.txt 坐标系参数文件
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1.2 自定义坐标系——北京54和西安80
坐标系
• 北京54或者西安80坐标系是投影直角坐标系
坐标名称
投影类型
椭球体
北京54
Gauss Kruger（Transverse Mercator） Krasovsky
西安80
Gauss Kruger（Transverse Mercator） IAG75
透视中心
（传感器的系统误差）
• 数据是沿扫描线获取的，每条扫描线都有自己 的透视中心
• 每条扫描线的传感器位置和方向都不同
• 多项式的纠正只能针对分辨率比较低的卫星影 像，而对于高分辨率的卫星影像我们需要严格 的物理模型（如，dim原数据）或者是有理函 数多项式进行模拟卫星参数（如RPC参数）。
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基准面
北京54 西安80
• 北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是 我国的两个大地基准面
椭球体名称
年代
WGS84
1984
克 拉 索 夫 斯 基 （ Krasovsky ）1940
IAG75
1975
长半轴（米） 短半轴（米）
扁率
6378137.0 6356752.3 1：298.257
6378245.0 6356863.0 1：298.3
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1.2 自定义坐标系——投影坐标系
• 投影坐标系是利用一定的数学 法则把地球表面上的经纬线网表 示到平面上，属于平面坐标系。 数学法则指的是投影类型，
• 目前我国普遍采用的是高斯— —克吕格投影（圆柱等角投影）， 在英美国家称为横轴墨卡托投影 （Transverse Mercator）。
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1.3 SPOT2/4 PAN正射纠正——正射
纠正使用条件
• 对于分辨率较高（小于或等于15米），且具 有RPC文件或者轨பைடு நூலகம்参数的图像，可以用正射 纠正的方法完成几何校正，以达到更高的精度 要求。
• 对于中等分辨率（如20米），影像覆盖区为 山区，地形起伏较大。可以用正射纠正以达到 较高的精度要求。
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1.2 自定义坐标系——地理坐标系
• 常用到的地图坐标系有2种，即地理坐标 系和投影坐标系。
• 地理坐标系（球面坐标系）是以经纬度为 单位的地球坐标系统，它有2个重要部分， 即地球椭球体（spheroid）和大地基准面 （datum）。 • 大地基准面指目前参考椭球与WGS84 参考椭球间的相对位置关系（3个平 移，3个旋转，1个缩放），可以用其 中3个、4个或者7个参数来描述它们 之间的关系，每个椭球体都对应一个 或多个大地基准面。
专题：基于遥感的自然生 态环境监测
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专题背景
• 随着社会的不断发展，人们对自然生态环境质 量的重视程度逐渐提高。本专题介绍应用遥感 技术进行自然生态环境的评价。
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专题概述
• 专题中应用10米的spot和TM融合影像，提取 相关生态因子，应用较成熟的自然生态环境评 价模型完成整个自然生态环境评价流程。
房子的宽度是恒定的 (8m), 而在影像上的体现却各有 不同, 这说明各处的比例尺是变化的
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1.3 SPOTPAN正射纠正——传感器姿
态/方位
1
2
3
1
1
2 3
要进行三角测量，就要给定软件 计算或估计出的空间传感器的位 置和方位
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1.3 SPOTPAN正射纠正——推帚扫描
•定义北京54 19度带（6度分带）的坐标系，以 便本专题的使用
注：可直接使用定义好的三种国内坐标系，参 考“国内坐标系文件”
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1.3 SPOTPAN正射纠正——为什么要进
行正射纠正?
• 在卫星影像和航空影像中会有一些几何误差 • 误差主要由以下原因引起:
• 比例尺变化 • 传感器的姿态/方位 • 传感器的系统误差
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图像基本预处理
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1.1 图像基本预处理流程
第一步： 正射纠正 全色影像
定义北京 54坐标系
正射纠正
提供基准图像
第二步： 多光谱与全色 影像配准并融 合，得到较高 分辨率的多光 谱影像
图像配准
TM/SPOT影像 裁剪
图像融合
SPOT PAN L1数 据/DEM数据
TM影像
工程区粗 裁剪
• 专题涉及植被覆盖度计算、地形因子提取等内 容
• 所用功能模块
• 除了使用ENVI主模块功能外 • 还需要用到大气校正扩展模块中的快速大气校正
工具（QUAC）
• 说明：本专题由于数据的原因，最终结果精度
不一定很高。旨在学习生态环境监测的流程及
ENVI相关工具的应用PPT。学习交流
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专题处理流程
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• 正射纠正可以消除这些误差
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1.3 SPOTPAN正射纠正——比例尺变
化
• 在所有的摄影影像中都会发生
房子的宽度 = 8m
2 cm
比例尺为 1:400
6 cm
比例尺为 1:133
影像的各处比例尺是不相同的
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1.3 SPOTPAN正射纠正——比例尺变
化
• 在影像的铅直方向也有同样的影响
工程区矢 量数据
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1.1 图像预处理流程
•第一步：对高分辨率的全色影像进行正射纠正
• 全色影像是10米的SPOT PAN数据
•第二步：高分辨率影像和多光谱影像的配准、融 合
• 以SPOT PAN正射纠正结果作为基准影像，对TM影像 进行图像配准；用工程区矢量数据（河北襄樊市部分 区域）分别裁剪SPOT和TM影像，对裁剪结果进行图 像融合，得到工程区域10米的多光谱影像。
PPT学习交流 高斯—克吕格投影示意
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1.2 自定义坐标系——大地坐标
• 在地面上建立一系列相连接的三角形，量取一 段精确的距离作为起算边，在这个边的两端点， 采用天文观测的方法确定其点位（经度、纬度 和方位角），用精密测角仪器测定各三角形的 角值，根据起算边的边长和点位，就可以推算 出其他各点的坐标。这样推算出的坐标，称为 大地坐标。