水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用
使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧
使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧引文：水是人类赖以生存的基本要素，然而，随着工业化和城市化的进程，水体污染问题也日益严重。
为了及时监测和评估水体的污染情况，遥感技术成为一种重要的手段。
本文将介绍使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧。
1. 简介随着空间信息技术的发展，遥感技术成为获取地球表面信息的重要手段。
通过卫星、飞机等传感器获取的遥感数据可以覆盖广阔的地区，并提供高分辨率的影像。
这使得遥感技术成为水体污染监测和评估的有力工具。
2. 遥感数据的选择和获取在进行水体污染监测与评估时，选择合适的遥感数据非常重要。
常见的遥感数据有多光谱影像、高光谱影像和合成孔径雷达(SAR)影像等。
多光谱影像可以提供较高的空间分辨率和光谱信息，高光谱影像则可以提供更丰富的光谱信息。
根据具体的研究目的和需求，选择合适的遥感数据进行水体污染的监测和评估。
在获取遥感数据时，可以通过购买商业遥感数据，如Landsat、Sentinel等，也可以通过政府或学术机构提供的开放数据获取。
此外，对于特定的研究区域，还可以利用航空遥感或无人机获取高分辨率的影像数据。
选择合适的数据源和获取方式，可以提高水体污染监测的效果。
3. 水体污染指标提取在进行水体污染监测与评估时，通常需要提取一些污染指标来进行分析和比较。
常见的水体污染指标包括水体悬浮物浓度、叶绿素-a浓度、水体透明度、水体温度等。
通过不同波段的遥感数据，可以计算出这些指标，并据此评估水体的污染程度。
以水体悬浮物浓度为例，可以利用多光谱影像的红波段和近红外波段进行计算。
通过建立悬浮物光谱反射率与悬浮物浓度之间的回归模型，即可提取出悬浮物浓度信息。
类似地，根据不同的指标计算公式，可以提取出其他污染指标，并综合分析水体的污染情况。
4. 水体污染监测与评估模型除了提取单一的污染指标外，还可以建立水体污染监测与评估模型，综合考虑多个指标的影响。
常见的模型包括支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等。
使用遥感技术进行水质污染监测
使用遥感技术进行水质污染监测遥感技术在水质污染监测中的应用遥感技术作为一种能够获取地球表面信息的技术手段，在实践中被广泛应用于各个领域。
其中，水质污染监测是其重要的应用方向之一。
本文将从遥感技术在水质污染监测中的原理、方法、案例等方面进行探讨。
一、遥感技术在水质污染监测中的原理遥感技术通过测量和记录地球上特定区域的电磁辐射，然后利用传感器将这些辐射转化为可视化的影像或图像。
而水质污染监测需要收集大量的关于水体特性和水质状况的信息，例如水体颜色、透明度、悬浮物质的浓度等。
利用遥感技术，可以通过对水体反射、散射、吸收等光学过程进行分析，获得水质污染的相关参数。
二、遥感技术在水质污染监测中的方法1. 多光谱遥感方法多光谱遥感方法是一种通过测量不同波段的电磁辐射，提取水体表面的特定光谱特征从而推断水质信息的方法。
通过选择合适的波段和指数，可以对水体中的污染物进行检测和定量分析。
例如，通过光谱特征参数如绿藻素指数、叶绿素-a浓度等，可以对水体中的藻类生物量和富营养化情况进行评估。
2. 红外热像遥感方法红外热像遥感方法利用红外波段的热辐射特性，可以对水体中的温度分布进行监测。
温度是水质污染的重要指标之一，因为水质的变化会导致水体温度的不断升高或降低。
通过红外热像遥感技术，可以观测到水体表面的温度分布情况，并进一步判断是否存在水质污染。
三、遥感技术在水质污染监测中的案例1. 利用多光谱遥感技术监测水体富营养化富营养化是水质污染的一种常见形式，它会导致水体中富营养物质（如氮、磷等）过量积聚，引发藻类大量繁殖。
通过多光谱遥感技术，可以测量和分析水体光谱特征参数，进而评估水体的富营养化程度。
例如，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）利用遥感技术，成功监测了密歇根湖的富营养化程度，为相关部门实施水质改善措施提供了依据。
2. 利用红外热像遥感技术监测水体温度变化水体温度是水质污染的重要指标之一。
例如，工业废水或热电厂的冷却水排放进入水体会导致水温升高，对水生态环境产生不利影响。
水环境监测中遥感技术的作用及应用策略分析
水环境监测中遥感技术的作用及应用策略分析摘要：随着科学技术的发展，我国的遥感技术有了很大进展，并在水环境监测中得到了广泛的应用。
水资源作为与人们生活生产密切相关的资源，对人们有着较大影响。
水环境一旦遭到破坏不仅会危及人们的身体健康，同时还会影响我国的工业化建设。
由于各种因素的影响，目前相关部门在开展水环境监测过程存在着一些问题，制约了这项工作的高效进行。
本文就水环境监测中遥感技术的作用及应用策略进行研究，希望对相关人员有一定的借鉴意义。
关键词：水环境监测；遥感技术；优势作用；应用手段引言水环境监测作为针对水域周围环境及水体质量进行监测的作业，承担信息收集以及整理的功能，在详细的了解相关信息之后，为相关人员后续的治理提供准确资料。
然而随着城市化进程的加快，工业化的发展对环境造成很大的影响，不仅加剧了水环境污染的程度，还增加了污染的类型，一定程度上增加了环境监测的难度。
在此背景下，就要求水环境监测人员改进原有的监测技术，将遥感技术运用到水环境监测中。
遥感技术作为先进技术的一种，能在保证监测质量的基础上加快监测的效率，从而推进监测事业的发展。
然而实际的作业环节，由于水环境监测较为复杂，再加上遥感技术技术性很强，工作人员往往难以发挥遥感技术的功能，制约水环境监测技术的发展，这就要求相关人员加强对遥感技术的重视，科学合理地将其运用到水环境监测中。
1水环境监测质量控制工作的重要性水资源的重要性不言而喻，所以保护水资源并科学合理地应用水资源是人们共同的职责。
国家与相关部门十分注重水资源监测与保护工作，并且在仪器设备与监测技术上实现了突破，工作方式方法也更加科学化和规范化。
在实际监测工作中，水资源监测质量控制工作应当结合实际情况，采用物理、生物或者是化学的手段来对水中的污染物质进行识别与鉴定，分析污染物的成分并对其展开定量、定性分析，如此才能给后续水资源质量评定工作的开展提供可靠的依据。
此外，水环境质量监测工作的开展，不但可以客观反映出在某个时间段内该区域内水资源的质量，还能找到其周期变化规律、发展趋势，给水环境保护工作的开展奠定基础，提供数据支撑，让这一工作的开展有据可依，提升水资源监测机构的社会效益，最大限度地保护水资源。
遥感技术在水体生态监测中的应用
遥感技术在水体生态监测中的应用在当今社会，随着环境问题的日益突出，对于水体生态系统的监测变得愈发重要。
而遥感技术作为一种强大的工具，正逐渐在水体生态监测领域发挥着不可或缺的作用。
遥感技术，简单来说，就是通过非直接接触的方式，获取远距离目标物的信息。
在水体生态监测中，它能够快速、大面积地收集有关水体的各种数据，为我们了解水体生态状况提供了有力的支持。
遥感技术在水体生态监测中的应用范围十分广泛。
首先，它能够用于监测水体的物理参数。
比如说，通过遥感影像，我们可以了解水体的面积、形状、水深等信息。
这对于研究水体的动态变化、洪水预警以及水利工程的规划和管理都具有重要意义。
在水质监测方面，遥感技术更是大显身手。
它可以检测到水体中的叶绿素 a 浓度、悬浮物含量、有色溶解有机物等指标。
叶绿素 a 浓度的高低反映了水体中藻类等浮游植物的生物量，进而可以推断出水体的富营养化程度。
悬浮物的含量则与水体的浑浊度相关，能够帮助我们了解水体的泥沙含量和污染情况。
而有色溶解有机物则与水体的有机污染程度密切相关。
此外，遥感技术还能够监测水体的温度分布。
水体温度的变化对于水生生物的生存和繁衍有着重要影响，同时也能反映出水体的热污染状况。
通过热红外遥感，我们可以清晰地看到水体温度的差异，及时发现异常情况。
那么，遥感技术是如何实现这些监测功能的呢？这主要依赖于不同波段的电磁波对水体的响应特性。
例如，可见光波段可以反映水体的颜色和透明度，近红外波段则对叶绿素等物质敏感，而热红外波段则用于测量水体的温度。
通过对不同波段遥感数据的分析和处理，我们就能够提取出有关水体生态的各种信息。
与传统的水体生态监测方法相比，遥感技术具有许多显著的优势。
传统的监测方法往往需要在现场采集水样，然后进行实验室分析，这种方法不仅费时费力，而且只能获取有限的点数据，难以反映水体的整体状况。
而遥感技术可以实现大面积、同步的监测，能够快速获取水体的空间分布信息，大大提高了监测的效率和覆盖范围。
如何利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测
如何利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测随着工业化和城市化的快速发展，水体污染问题越来越严重。
为了及时掌握水体污染情况，科学家们利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测。
本文将探讨如何利用这些技术进行水体污染监测，并对其应用前景进行展望。
一、卫星遥感数据在水体污染监测中的应用卫星遥感数据是利用卫星或飞机等遥感平台获取的地球表面信息。
在水体污染监测中，卫星遥感数据具有以下优势：1.广覆盖性：卫星能够覆盖大范围的区域，可以实时监测水域的变化情况，及时发现和跟踪水体污染源。
2.高时空分辨率：卫星遥感数据具有较高的时空分辨率，可以提供详细的水体信息，帮助科学家准确评估水体污染情况。
3.多源数据融合：卫星遥感数据可以与地面监测数据、气象数据等进行融合分析，为水体污染监测提供更全面的信息。
基于卫星遥感数据，科学家们可以利用多种方法进行水体污染监测。
例如，利用遥感影像中的反射率和光谱信息，可以推断水体中的悬浮物、化学物质浓度等。
同时，通过监测水体的温度、颜色、浊度等参数，也可以评估水体中的污染程度。
这些方法不仅能够定量评估水体污染状况，还能够识别出污染源的位置和范围，为环境保护部门提供有力的依据。
二、测绘技术在水体污染监测中的应用测绘技术是利用地理信息系统（GIS）等工具对水体进行测量和分析的方法。
在水体污染监测中，测绘技术的应用主要集中在以下几个方面：1.地形测量：测绘技术可以获取水体周边地形的高程、坡度等信息，帮助科学家了解污染物在水体中的传输规律。
通过获取污染物在不同高程上的分布情况，可以评估污染物的扩散范围和速度。
2.水体廓线测量：测绘技术可以获取水体的廓线信息，包括水深、水位等参数。
这些信息可以帮助科学家定量评估水体的污染程度，并针对性地制定污染治理措施。
3.水质采样和监测点布设：测绘技术可以帮助科学家准确定位水质采样点和监测点。
通过对不同位置的水质采样和监测，可以全面了解水体的污染状况，并及时发现和追踪污染源。
遥感技术在水污染监测方面的运用
遥感技术在水污染监测方面的运用摘要：在现代科技不断发展的过程中，探测技术也得到了快速更新。
目前在对环境污染问题进行监测时，已经融合了遥感技术，提高了监测水平。
遥感技术在使用时，可以利用传感仪器设备，对探测目标反射或辐射电磁波进行全面收集，并借助智能化软件对数据信息进行整理和分析，从而获得更加详细数据信息，将其绘制成图像之后，可以对探测目标区域内景物进行有效识别，并形成系统化数据信息。
这项技术在应用时具备较多优势，可以促进水污染监测工作进行更好发展，本文就遥感技术在水污染监测方面的运用进行相关分析和探讨。
关键词：遥感技术；水污染；监测；运用在遥感技术不断发展期间，技术应用范围也在不断扩大，利用这项技术可以对气象信息进行有效监测，还可以绘制地形图。
在进行遥感技术使用时，监测周期比较短，建设成本更低，且获取的信息量比较大，将其作用于水污染监测领域，可以对污染程度进行全面了解，还可以采用实时连续监测等方式，对污染信息进行全面获取，在此基础上制定针对性防治措施，能够降低污染问题发生几率。
工作人员在进行进行技术应用时，要明确技术原理和主要特征，并且根据水污染监测要求选择正确技术形式[1]。
一、遥感技术应用特点在进行遥感技术用用时，可以实现全天候监测，这项技术属于新型监测形式，主要是利用传感仪器设备收集各种光波，例如紫外线和红外线等，在对光波信息进行全面收集之后，可以对物体特征进行真实展现。
在对水环境进行监测时，利用遥感技术对水污染情况进行监测，可以提高监测结果准确性。
与传统监测技术相比较，遥感技术监测流程与传统工作形式存在一定相似之处。
在进行传统监测时，需要就地选取水样作为参数标准，且监测程序比较复杂，要想获取更加准确数据信息，就要对测量仪器设备精确度进行全面检验，确保设备在使用时能够发挥更大作用[2]。
因为传统水质取样范围比较小，在开展各项工作时，需要耗费更多人力物力资源，且最终测得数据信息，与实际数值之间存在一定偏差。
遥感技术在水环境监测中的应用研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION
遥感技术在水环境监测中的应用研究
胡帆 杨子毅 孙一鸣 江苏省淮安环境监测中心 江苏 淮安 223001
摘 要 随着社会的不断发展，人们对环境保护工作越来越重视。在环境保护工作中，水环境保护是非常重要一部 分，通过对水环境进行监测，可以及时发现水环境存在的问题，然后及时进行处理。本文主要对遥感技术在水环境 监测中的优势和遥感技术在水环境监测中的应用方式进行了阐述，以供参考。 关键词 水环境；监测；遥感技术
应用研究进展[J].贵州农业科学,2013,(1):187-191. [2] 胡尊英,于海燕,周斌.MODIS 波段比值算法在太湖蓝藻水华预警
及应急监测中的应用[J].湿地科学,2013,(2):169-174. [3] 徐立程. 运用遥感技术对珠江广州河段水环境质量中的水质污
染进行监测应用研究[J].经营管理者,2012,(11):381,312. [4] 赵少华,王桥. 卫星红外遥感技术在我国环保领域中的应用与发
特定波段辐射值的数学模型，通过详细的模拟计算来得出水环 境当中具体的悬浮固体污染物浓度。在分析水环境当中的污染 物浓度时，可以使用现行光谱混合分析法提取悬浮固体浓度， 再利用TM遥感技术定量和反映出水环境中污染物的浓度，全面 了解目前水环境中悬浮固体污染物的分布情况[3]。
3.2 油污染的遥感监测 利用水环境遥感监测技术监测水环境中的油污染状况时， 除了能够针对一定的污染区域进行全面有效的油性污染物质检 测之外，还需要建立出相关的计算模型，科学地追查水资源当 中污染物的来源，找到污染物的源头，针对污染物的源头采取 防治措施。水环境当中油性污染物的监测方法有很多种，其中 比较常见的是红外遥感技术、紫外遥感技术、可见光遥感技术 等在进行油性污染物检测工作时，一定要根据污染物的实际情 况选择检测方法，才能够获得良好的检测效果，为后期水环境 油性污染源头治理提供科学的技术指导[4]。 3.3 水体富营养化遥感监测 如果水环境当中的浮游植物繁殖速度过快，就容易导致水 环境出现水体富营养化状况，在水环境中植物大量进行繁殖， 会消耗大部分的水体氧气，导致大部分的水中动植物会因为缺 氧死亡。针对目前这种情况，在进行水环境监测工作中，可以 使用红外光波段或者是可见光波段进行检测，水中大量存在的 浮游植物都含有叶绿素，会对与这些波段产生陡坡效应，提升 了水环境中水体富营养化遥感监测准确度。水体富营养化的水 环境中如果含有大量的浮游植物，会反映出水体和植物的反射 光谱特征[5]。
使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法
使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法随着工业化和城市化的快速发展，水资源的保护和管理变得尤为重要。
遥感和测绘技术的应用为水体监测提供了一种高效且准确的方法。
本文将探讨使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法以及其在环境保护和资源管理中的应用。
一、遥感技术在水体监测中的应用遥感技术通过从卫星、飞机或无人机上获取的影像数据，提供了对水体的广泛而细致的观测。
这些影像数据可以帮助我们识别并监测水体的水质、水位、植被覆盖等方面的变化。
首先，遥感技术可以通过光学传感器来获取水体的水质信息。
通过分析图像中的水体颜色和透明度，可以评估水体的富营养化、浑浊度、溶解氧等指标。
这对于监测水体污染和水资源可持续利用至关重要。
其次，雷达和红外传感器等遥感技术可以帮助我们监测水体的水位和洪涝状况。
通过跟踪地表的微小变化，我们可以获得准确的水位变化数据，并预测洪水的发生概率和范围。
这对于城市规划、灾害管理以及农业灌溉等方面都有重要意义。
另外，遥感技术还可以用于监测水体中的植被覆盖程度。
植被对于水体生态系统的保护和水质的改善起着重要作用。
通过分析遥感影像中的植被指数，可以评估水体植被覆盖的状况，并对水体周围的生态环境进行保护和管理。
二、测绘技术在水体监测中的应用测绘技术是另一种重要的水体监测工具。
通过精确测量水体的形状、深度和流速等参数，可以提供关键的水文学数据，帮助我们更好地了解水体的运动和变化。
首先，测绘技术可以通过测量水体的形状和体积来评估其容量和储水能力。
这对于水库、湖泊和河流的管理非常重要。
通过精确测量和建模，我们可以预测水体的泄洪能力、水库的存水量以及水资源的分配。
其次，测绘技术可以用于测量水体的深度和底质。
通过利用声纳和激光扫描等技术，我们可以实时测量水体的深度和地形，进而分析水流的速度和方向。
这对于研究河流的水力特性、湿地的变化以及海洋的潮汐等都具有重要意义。
最后，测绘技术可以帮助我们监测水体边界的变化和侵蚀情况。
遥感技术在水体污染监测中的应用
遥感技术在水体污染监测中的应用在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，水体污染问题日益严峻。
为了有效地保护和管理水资源，及时准确地监测水体污染状况至关重要。
遥感技术作为一种先进的空间观测手段，具有大面积、快速、动态、多波段等优势，在水体污染监测中发挥着越来越重要的作用。
遥感技术的基本原理是利用传感器接收来自地面物体反射或发射的电磁波信息，并通过对这些信息的处理和分析，获取目标物体的特征和状态。
在水体污染监测中，遥感技术主要通过对水体的光谱特征进行分析，来判断水体的污染程度和类型。
水体的光谱特征受到多种因素的影响，如水体的物理性质（如透明度、浊度）、化学性质（如溶解氧、营养盐浓度）和生物性质（如藻类含量）等。
不同类型的污染物会导致水体在不同波段的反射率和吸收率发生变化，从而形成独特的光谱特征。
例如，富营养化的水体中藻类大量繁殖，会使水体在绿光波段的反射率增加，在红光波段的反射率降低；而受到重金属污染的水体，其光谱特征可能会在特定的波段出现异常。
遥感技术在水体污染监测中的应用主要包括以下几个方面：水质参数的反演通过建立遥感数据与水质参数之间的定量关系模型，可以实现对水质参数的反演。
常见的水质参数如叶绿素 a 浓度、悬浮物浓度、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）等都可以通过遥感技术进行监测。
例如，利用多光谱遥感数据，可以通过波段运算或经验模型来估算叶绿素 a 浓度和悬浮物浓度。
这些水质参数的监测对于评估水体的富营养化程度和浑浊度具有重要意义。
污染源的监测遥感技术可以快速、大面积地监测水体周边的污染源分布情况。
例如，通过高分辨率遥感影像，可以识别出工业废水排放口、农业面源污染区域、城市生活污水排放管道等。
同时，结合多时相的遥感数据，可以对污染源的变化情况进行动态监测，为污染源的治理和监管提供有力的支持。
水体污染的动态监测利用卫星遥感的周期性观测特点，可以对水体污染状况进行长期、连续的动态监测。
遥感测绘技术在水污染监测中的应用
遥感测绘技术在水污染监测中的应用遥感测绘技术是一种通过收集和分析来自卫星、无人机和其他遥感平台的数据，用于获取地球表面信息的技术手段。
在水污染监测中，遥感测绘技术具有广泛的应用，可以提供高效、精确的水质监测和评估手段。
首先，遥感测绘技术能够实现全面覆盖的监测范围。
传统的水质监测方法需要人工采样并进行实验室测试，这种方式耗时耗力，并且无法覆盖广大的水域面积。
而遥感测绘技术通过卫星或无人机获取的数据可以实现对广大水域的全面监测，无论是大型湖泊、河流，还是广阔的海洋，都可以通过遥感技术进行监测和评估。
其次，遥感测绘技术可以获取大量的水质参数信息。
通过遥感技术获取的数据，可以提取水域中的多个关键参数，如水体颜色、透明度、叶绿素含量等，这些参数可以反映水体的水质状况。
通过分析这些参数，可以对水体的富营养化、藻类水华等问题进行评估，进而制定相应的防治措施。
此外，遥感测绘技术在水污染监测中还能够实现实时监测和预警。
传统的水质监测方式需要进行采样、测试和分析过程，耗时较长，不能及时反馈水质状况。
而遥感技术可以通过定期的数据采集和分析，实现实时监测和预警，当水体发生污染事件时，可以及时采取相应的措施，以减少环境和生态损害。
此外，遥感测绘技术在水污染监测中还能够提供多尺度的空间分辨率。
根据监测需求，可以选择不同分辨率的遥感数据进行分析。
例如，对于大范围的水域监测，可以使用较低分辨率的卫星遥感数据，以获取整体的水质情况；而对于小范围的水体监测，可以使用高分辨率的无人机数据，获取更为细致的水质信息。
这种多尺度的空间分辨率可以满足不同尺度的水质监测需求。
然而，遥感测绘技术在水污染监测中也存在一些挑战。
首先是数据处理和分析的复杂性。
遥感数据量大、复杂，需要进行图像处理、特征提取、数据融合等复杂的分析过程。
其次是遥感数据与实地观测数据的验证和校正问题。
遥感数据的准确性需要与实地观测数据进行验证和校正，确保分析结果具有可靠性和准确性。
珠江广州河段水体污染的遥感监测应用研究
收稿日期:2002-01-07作者简介:马跃良(1965-),男,浙江海盐人,副研究员,现主要从事环境遥感、遥感生物地球化学以及科研管理工作,现为中国科学院南海海洋研究所在职博士。
基金项目:国家自然科学基金项目、广东省科技攻关项目和中国科学院广州地球化学研究所所长基金资助珠江广州河段水体污染的遥感监测应用研究马跃良1,2,王云鹏2,贾桂梅2(1.中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301;2.中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640) 摘 要:由于城市工业废水和居民生活污水大量的排放,珠江水质受到严重污染,尤其有机污染更加严重,各项水质指标均严重超标。
本文将运用遥感技术对珠江广州河段水环境质量中的水质污染进行监测应用研究,并建立了水质污染预测遥感模型。
研究结果表明,利用遥感资料能有效地监测珠江水质污染状况,在监测水环境质量中遥感技术是一种快速、全面、有效的技术手段和方法。
关键词:遥感;水体污染;监测;珠江 中图分类号:X 87 文献标识码:A 文章编号:1001-2141(2003)03-0013-04 自1972年美国陆地卫星(L andsat 1)发射后,从陆地卫星上获得的遥感数据就开始被应用于河流、湖泊、海洋等水质的监测和评价中。
遥感是一门远离地物而获得地物电磁波信息以识别地物状态或性质的高技术,水体及其污染物的光谱特性是利用遥感信息进行水质监测与评价的理论依据,随着遥感技术的不断提高,遥感监测水质从定性发展到定量,许多学者开展了用遥感的方法估算水体污染的水质各种参数,从而监测水质的变化情况。
如Carpen ter [1]、R itch ie [2]等利用遥感数据定量监测水体中悬浮物进行了探讨;L illesand[3]等利用遥感数据预测和评价了湖泊水库的富营养状态;V erdin [4]利用遥感数据评价了污染水体中藻类色素浓度;L ath rop [5]、B aban [6]、D ekker [7]等利用TM 数据监测水质中透明度、叶绿素浓度、总悬浮物等一系列的水体参数遥感研究;R itch ie [8]、H arding [9]、Gitelson [10]、H an [11]、陈楚群[12]、舒守荣[13]、田国良[14]等利用卫星遥感和航空遥感等手段对水体中叶绿素进行了测量和分析,并研究了叶绿素的光谱反射特性;李旭文[15]利用TM 数据对苏州运河水质进行了综合分析,余丰宁[16]用TM 图象对太湖北部水质进行了主成分监督分类的研究;周勇[17]利用遥感和G IS 技术对武汉东湖水环境进行了综合评价;张韬[18]应用遥感技术对呼和浩特地表水污染进行了调查;王学军[19]应用遥感技术监测和评价了太湖水质状况。
遥感技术在水污染监测中的应用
遥感技术在水污染监测中的应用在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，水污染问题日益严峻，对人类的健康和生态环境构成了严重威胁。
因此，及时、准确地监测水污染状况显得尤为重要。
遥感技术作为一种先进的监测手段，具有大面积、快速、动态和多源等优势，为水污染监测提供了新的思路和方法。
遥感技术是一种通过非接触方式获取物体信息的技术。
它利用传感器接收来自地面物体反射或发射的电磁波信号，并对这些信号进行处理和分析，从而获取物体的特征和性质。
在水污染监测中，遥感技术主要通过监测水体的光谱特征来获取水质信息。
水体的光谱特征受到多种因素的影响，如水体中的污染物种类和浓度、悬浮物含量、水深、水温等。
不同的污染物在特定的光谱波段上会产生独特的吸收和反射特征，通过对这些特征的分析，可以判断水体中污染物的存在和浓度。
例如，叶绿素 a 是水体中浮游植物光合作用的重要色素，其在可见光波段的蓝绿光区域有较强的吸收，在红光区域有较强的反射。
因此，通过监测水体在这些波段的光谱特征，可以估算水体中叶绿素 a 的浓度，进而了解水体的富营养化程度。
另外，石油类污染物在紫外和可见光波段有明显的吸收特征，通过遥感技术可以监测到石油泄漏等污染事件。
而重金属污染物虽然在光谱上的特征不明显，但它们会与水体中的其他物质发生反应，改变水体的光学性质，从而间接地被遥感技术所监测。
遥感技术在水污染监测中的应用方式多种多样。
其中，航空遥感具有较高的空间分辨率和灵活性，可以针对特定区域进行详细的监测。
例如，在对河流入海口、湖泊岸边等重点区域的监测中，航空遥感能够清晰地捕捉到污染物的分布和变化情况。
卫星遥感则具有覆盖范围广、周期短的特点，能够实现对大面积水域的长期动态监测。
一些高分辨率的卫星，如 Landsat 系列、MODIS 等，可以提供丰富的光谱信息，为大范围的水污染监测提供了有力支持。
此外，无人机遥感作为新兴的遥感技术手段，在水污染监测中也展现出了独特的优势。
遥感影像在水体污染监测中的应用
遥感影像在水体污染监测中的应用在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，水体污染问题日益严重，对人类的生存和生态环境的平衡构成了巨大威胁。
为了有效地监测和治理水体污染，科学技术的应用变得至关重要。
遥感影像技术作为一种先进的监测手段，因其具有大面积、实时、动态等优点，在水体污染监测中发挥着越来越重要的作用。
遥感影像技术能够获取水体的光谱信息，通过对这些信息的分析和处理，可以了解水体的物理、化学和生物特性，从而判断水体是否受到污染以及污染的程度。
例如，水体中的污染物会改变水体的光学性质，导致其反射和吸收光谱发生变化。
通过对遥感影像中光谱特征的分析，可以识别出这些变化，进而推断出污染物的类型和浓度。
遥感影像在监测水体污染方面具有多种优势。
首先，它能够实现大面积同步观测，在短时间内获取大量的水体信息，这是传统监测方法难以做到的。
传统的水样采集和实验室分析方法往往只能获取局部、离散的数据，而且费时费力。
而遥感影像可以覆盖广阔的区域，包括河流、湖泊、海洋等，为我们提供全面的水体污染状况。
其次，遥感影像具有实时性和动态性。
通过定期获取遥感数据，可以及时掌握水体污染的变化情况，追踪污染的扩散趋势，为污染事件的应急处理和决策提供及时的依据。
这对于防止污染的进一步扩大和减少其危害具有重要意义。
此外，遥感影像还可以长期积累数据，用于分析水体污染的历史演变规律和趋势。
这有助于我们深入了解污染的发生机制，为制定长期的治理策略和规划提供科学依据。
在实际应用中，遥感影像主要通过以下几种方式来监测水体污染。
一是通过水体颜色的变化来判断污染情况。
正常情况下，清洁的水体在遥感影像上呈现出特定的颜色，而受到污染的水体颜色往往会发生异常。
例如，富营养化的水体可能会呈现出绿色或蓝色，而含有大量泥沙或有机物的水体则可能呈现出棕色或黄色。
二是利用水体的温度信息。
一些工业废水的排放可能会导致局部水体温度升高，通过热红外遥感影像可以检测到这种温度异常，从而发现潜在的污染源。
卫星遥感技术在水污染控制中的应用
卫星遥感技术在水污染控制中的应用水资源是人类生存和发展的重要基础，但是近年来，水污染问题越来越突出，加剧了水资源短缺和环境破坏的问题。
如何有效地控制水污染，成为当今社会关注的一个重要问题。
而卫星遥感技术正是一种非常有效的水污染控制手段。
本文将探讨卫星遥感技术在水污染控制中的应用。
一、卫星遥感技术介绍卫星遥感技术是指利用卫星作为传感器，通过遥远的距离收集地球表面的信息，比如说光学影像、热红外图像、雷达图像等等。
这些图像可以帮助我们了解地球表面上的自然环境、资源变化、灾害损失以及人类活动等信息。
其中，光学影像可以获得地表的颜色、纹理等视觉信息，热红外图像则可以检测地表的温度等物理信息，而雷达图像则可以穿透云层检测地表下的变化。
卫星遥感技术有很高的空间分辨率和时间分辨率，能够提供多时相、大范围、高空间分辨率的遥感信息，对于大范围的环境监测和资源管理有着重要的作用。
二、卫星遥感技术在水污染监测中的应用1. 水体污染监测通过卫星遥感技术可以获取水体颜色、透明度、悬浮物和叶绿素等参数的变化情况，从而对水体污染进行监测。
如在我国，监测黄河水体中包含的污染物时，可以通过卫星遥感技术检测河水中的COD、BOD、DO、TP、NH3-N、NO3-N、SO4、Cl和TSS等参数，从而摸清水体污染物来源、分布范围、浓度和污染的影响强度，及早做出应对措施。
2. 水体质量监测利用卫星遥感技术可以获取大型水库、河流、湖泊等水体的质量变化情况，如水体温度、pH值、溶解氧等各项指标的分布情况，可以揭示水体环境变化对水质影响的程度及其趋势，从而更好地进行水环境保护工作。
3. 水生态系统监测利用卫星遥感技术可以对水生态系统中的湿地、河流、沼泽、水草等进行观测。
通过监测湿地冠层的光谱反射率，可以获得湿地植被的覆盖度、物种组成等信息；通过监测河流日照面积和悬浮颗粒物分布，可以对水生态系统中的生物种群、生态系统功能、生态风险等进行了解和评估。
遥感影像在水体污染监测中的应用
遥感影像在水体污染监测中的应用在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，水体污染问题日益严峻，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，及时、准确地监测水体污染状况显得尤为重要。
遥感技术作为一种先进的对地观测手段，凭借其大面积、快速、动态和多波段等优势，在水体污染监测中发挥着越来越重要的作用。
遥感影像能够获取大范围的水体信息，这是传统监测方法难以企及的。
传统的水样采集和实验室分析方法虽然精度较高，但往往只能针对有限的点进行监测，难以反映整个水域的污染状况。
而遥感影像可以一次性覆盖大面积的水体，快速获取整个流域或海域的水体信息，为全面了解水体污染的空间分布提供了可能。
遥感影像在水体污染监测中的应用主要基于水体对不同波长电磁波的反射、吸收和散射特性。
通过分析遥感影像中水体的光谱特征，可以反演出水体的物理、化学和生物参数，从而判断水体是否受到污染以及污染的程度。
例如，在可见光波段，清洁的水体通常呈现深蓝色或蓝绿色，而受到污染的水体可能由于悬浮颗粒物、藻类等的增加而呈现出浑浊的颜色。
在近红外波段，水体的反射率很低，而受到污染的水体由于有机物的存在可能会出现较高的反射率。
此外，遥感影像还可以用于监测水体中的悬浮颗粒物。
悬浮颗粒物是水体污染的重要指标之一，它们会影响水体的透明度和光学性质。
通过遥感影像的分析，可以估算出悬浮颗粒物的浓度和分布情况。
同样，遥感技术也能够监测水体中的叶绿素 a 浓度。
叶绿素 a 是藻类生长的重要指标，藻类的大量繁殖往往是水体富营养化的重要表现。
通过遥感影像对叶绿素 a 浓度的监测，可以及时发现水体富营养化的趋势，并采取相应的治理措施。
在实际应用中，多光谱遥感影像和高光谱遥感影像都被广泛用于水体污染监测。
多光谱遥感影像通常具有几个较宽的波段，能够提供水体的基本信息，如水体的面积、位置和大致的水质状况。
高光谱遥感影像则具有数百个窄波段，能够提供更详细、更精确的水体光谱信息，对于监测水体中的细微变化和复杂的污染成分具有更高的能力。
遥感图像处理技术在水环境监测中的应用
遥感图像处理技术在水环境监测中的应用水是众生之本，也是人类社会发展之必需品。
然而，在现代工业和农业的发展背景下，水环境已经受到了很大的破坏和污染。
为了有效地保护水环境，水环境监测显得尤为重要。
而遥感图像处理技术的应用为水环境监测提供了新的解决方案。
一、遥感图像处理技术遥感是利用卫星、飞机等远距离探测手段获取地球表面及其空间环境信息和数据的一种技术。
而遥感图像处理技术则是对遥感数据进行处理和解释的过程，其主要目的是获取地理信息，辅助地理决策。
遥感图像处理技术最主要的特点是可以对大面积、高分辨率的地面影像进行快速准确的测算和分析，同时还可以利用自身的信息处理能力和高效的算法对影像数据进行各种图像处理操作，如特征提取、分类、变化检测等处理方式。
因此，遥感图像处理技术在水环境监测中有着广泛的应用。
二、遥感图像处理技术在水环境监测中的应用1.水体污染监测遥感图像处理技术可以较好地识别水面悬浮物和溶解物，包括各种污染物质，如有机物、重金属等。
通过比较不同时间段的遥感影像，可以判定水体污染程度和污染变化趋势，进而制定相关防治措施。
例如，美国的MODIS遥感卫星可以每天监测全球所有陆地和海洋的健康状况，只需要投入少量目标成本即可，极大地方便了水环境监测工作。
2.水体演变跟踪遥感技术可以对大面积的水体进行快速而准确的监测和跟踪。
通过对多次遥感图像进行比较，可以了解水体面积、形状、位置等变化情况。
结合GIS技术，可以得到空间演变趋势和形态特征，客观反映水环境发展情况。
3.水资源数量监测遥感技术不仅能检测水质，还可以检测水的数量。
通过比较各时期遥感影像，可以获得水体水量、流向、流量等信息，为水资源评估和管理提供有价值的数据。
4.水体温度变化监测水体温度是水环境监测中的一个重要指标。
温度变化能够影响水体中生物的种群结构、繁殖和分布。
通过遥感技术可以获取不同时间段内水体的表面温度变化情况，更全面地了解水体的生态情况。
三、总结遥感图像处理技术为水环境监测提供了新的技术工具，不仅能够在更广泛范围上实现水质污染和水资源利用的动态监测，而且在信息处理、可视化分析、决策管理等方面具有广泛的应用。
使用测绘技术进行水体污染监测的技巧
使用测绘技术进行水体污染监测的技巧随着工业化和城市化进程的加快，水体污染问题日益突出，给人们的日常生活和生态环境带来了巨大的影响。
为了及时掌握水体污染的情况，保护水资源，科学家们纷纷借助测绘技术来进行水体污染的监测。
本文将详细介绍使用测绘技术进行水体污染监测的一些技巧，帮助读者更好地了解并应用这些技术。
一、遥感技术的应用遥感技术是利用卫星或飞机等遥感平台通过对地球表面进行高分辨率影像捕捉和分析的一种技术。
在水体污染监测中，遥感技术起到了关键的作用。
通过对水体周边地区的遥感图像进行分析，可以识别出污染源，并对污染物进行定性和定量分析。
首先，借助遥感技术可以监测水体表面的藻类水华和浮游生物数量。
藻类水华和浮游生物异常增加往往与水体富营养化和污染有关。
通过遥感图像的分析，可以确定水华和浮游生物的丰度，为后续的污染来源分析提供依据。
其次，借助遥感技术可以监测水体的悬浮颗粒物浓度。
水体中的悬浮颗粒物不仅会影响水体的透明度，还可能携带大量污染物质。
通过对遥感图像进行分析，可以确定水体中悬浮颗粒物浓度的分布情况，从而找出潜在的污染源。
再次，借助遥感技术可以检测水体中的有机污染物和无机盐的浓度。
有机污染物和无机盐是水体污染的主要成分之一。
遥感图像可以提供有关水体反射光谱的信息，从而根据不同光谱的特性来推测水体中有机污染物和无机盐的浓度，为水体污染源的追踪提供依据。
总之，通过遥感技术，我们可以更全面、更准确地了解水体污染的情况，为制定水污染治理策略提供科学依据。
二、激光扫描技术的应用激光扫描技术是一种通过扫描激光束以获取地面高程和地形等信息的技术。
在水体污染监测中，激光扫描技术可以提供高精度的水体地形模型，帮助我们更好地了解水体的特征和变化。
首先，通过激光扫描技术可以获取水体的地形数据。
水体的地形特征对于污染的扩散和传播有很大的影响。
通过激光扫描技术获得的水体地形模型可以揭示水体的河道、湖泊等重要特征，为污染物扩散模拟提供准确的地形数据。
使用遥感技术进行水体监测和水环境评估的技巧
使用遥感技术进行水体监测和水环境评估的技巧随着科技的进步，遥感技术在各个领域得到广泛应用。
在环境领域中，使用遥感技术进行水体监测和水环境评估具有重要意义。
本文将介绍一些使用遥感技术进行水体监测和水环境评估的技巧，以及相关的应用案例。
首先，遥感技术可以通过获取大范围的水体信息来帮助监测水体的变化。
通过遥感卫星或无人机获取的卫星影像可以提供全面的、实时的水体信息。
例如，通过对反射光谱进行分析，我们可以确定水体中的悬浮颗粒物、蓝藻和有机物的浓度。
同时，通过测量水体的温度，可以获得水体的热力学特性，进而分析水体的流动和混合情况。
这些信息对于监测水体富营养化、水污染和水域生态系统健康状况具有重要意义。
其次，遥感技术可以用于评估水环境质量。
通过对水体的光学属性进行分析，我们可以获得水体的透明度、浊度和色度等指标，从而评估水体的清洁程度。
此外，遥感技术还可以检测水体中的溶解氧浓度、氨氮含量和氮磷比等化学指标，以评估水体的富营养化程度。
这些指标是判断水体质量的重要依据，可以帮助决策者制定相应的水资源管理和保护策略。
可以通过对特定水体指标的监测和评估，识别出可能存在的环境问题。
例如，高浓度的悬浮颗粒物和蓝藻可能意味着水体富营养化，需要采取减少营养盐输入和改善水质的措施。
另外，通过监测水体的温度分布，可以发现潜在的污染源。
污染物的排放会导致热污染，使局部水体温度升高。
因此，遥感技术可以帮助我们及时发现和追踪水体污染源，为环境保护工作提供科学依据。
除了水体监测和水环境评估，遥感技术还可以用于水资源管理。
通过遥感技术，我们可以获取水体的分布和覆盖范围，并进行水资源调查和水资源评估。
例如，遥感技术可以用来估算湖泊、河流和水库的水量，以及水体的变化情况。
这对于制定水资源开发和利用策略、合理管理水资源具有重要作用。
此外，遥感技术还可以用于监测和预测干旱、洪涝等水灾情况，为应急管理提供决策支持。
尽管遥感技术在水体监测和水环境评估中具有广泛应用，但仍然存在一些挑战。
遥感技术在水体污染监测中的应用
遥感技术在水体污染监测中的应用在当今社会，环境保护问题日益受到广泛关注，其中水体污染的监测和治理更是重中之重。
随着科技的不断进步，遥感技术因其独特的优势，在水体污染监测领域发挥着越来越重要的作用。
遥感技术是一种非接触式的、远距离的探测技术，它通过传感器接收来自目标物体的电磁波信息，并对这些信息进行处理和分析，从而获取有关目标物体的特征和状态的信息。
在水体污染监测中，遥感技术主要通过对水体的光谱特征进行分析，来判断水体的污染状况。
水体的光谱特征会受到多种因素的影响，如水体的物理性质（如透明度、颜色、温度等）、化学性质（如溶解氧、营养盐、重金属等）和生物性质（如藻类的生长、浮游生物的分布等）。
当水体受到污染时，这些因素会发生变化，从而导致水体的光谱特征发生改变。
例如，当水体中含有大量的藻类时，由于藻类会吸收和反射特定波长的光，会使水体在特定波段的反射率升高；当水体中含有大量的悬浮颗粒物时，会使水体的透明度降低，从而导致水体在可见光波段的反射率升高。
遥感技术在水体污染监测中的应用具有很多优势。
首先，它能够实现大面积、同步的监测。
与传统的实地采样监测方法相比，遥感技术可以在短时间内获取大面积的水体信息，从而更好地了解水体污染的空间分布和变化趋势。
其次，遥感技术具有较高的时效性。
它可以定期或实时地对水体进行监测，及时发现水体污染的变化情况，为相关部门采取应对措施提供及时的信息支持。
此外，遥感技术还具有成本低、非破坏性等优点。
它不需要大量的人力、物力投入，不会对水体造成破坏，同时还可以避免实地采样监测过程中可能出现的误差和污染。
在实际应用中，遥感技术主要包括以下几种类型：光学遥感技术是应用最为广泛的一种遥感技术。
它利用可见光、近红外和短波红外等波段的电磁波来监测水体。
常见的光学遥感传感器包括卫星搭载的多光谱传感器（如 Landsat 系列卫星、MODIS 等）和航空遥感平台搭载的高光谱传感器。
通过对这些传感器获取的数据进行分析，可以获取水体的叶绿素a 浓度、悬浮物浓度、透明度等参数，从而评估水体的富营养化程度和污染状况。
【推荐-环境管理】珠江口水体污染的遥感监测.
珠江口水体污染的遥感监测中科院南海海洋所海洋水色遥感学科组由2名固定研究人员和5名流动人员组成，学科组长为陈楚群研究员.目前有2名博士研究生和3名硕士研究生。
海洋水色遥感是利用卫星传感器获得的海洋表层水体光谱信息来研究海洋现象或海洋过程的新兴技术。
该课题组多年来致力于海洋水色遥感方面的基础和应用研究，2000年以来承担国家863项目2项、国家自然科学基金项目2项、国家973项目子课题1项、中科院创新项目1项、中科院院级国际合作项目1项、科技部中英科技合作基金项目1项、广东省基金项目2项，在水体黄色物质吸收光谱特性研究、海洋水色因子信息提取、水色遥感反演模式研究、近岸海域海洋水色卫星遥感资料大气校正处理、近岸海域环境监测等方面取得了一批重要研究成果。
2000年以来发表论文20多篇，其中SCI论文8篇、EI论文4篇，申请专利1项，获省部级奖励2项。
珠江是我国的第三大河流，年平均径流量高达三千多亿立方米，年平均溶解质输送量有三千万吨，年平均输沙量近九千万吨。
由于珠江三角洲地区经济的持续高速发展和城市人口的急剧膨胀，每年有多达18至20亿吨的工业废水和生活污水排入珠江，使得珠江口水域污染严重，水质恶化，目前已成为仅次于渤海湾的全国第二个重点污染海域。
最新的调查结果表明，珠江口靠近内伶仃岛以北，南沙、虎门、宝安和南澳等海域的浅水层和深水层共约2500平方公里的海域，约有95％的海水按国家标准监测达到了重污染级，5％属中污染级。
水体污染不仅对珠江口水域的生态环境构成直接威胁，阻碍了珠江三角洲地区经济的可持续发展，而且对南海海洋生态环境构成严重威胁。
根据多年对珠江口水环境的研究，珠江口水质污染最突出的问题是营养盐，尤其是无机氮。
大部分水域的无机氮浓度基本上超过了三类海水水质标准，无机磷浓度亦大部分超标。
珠江口海域的营养盐浓度有不断增高的趋势。
水体的富营养化是诱发赤潮的主要因素。
自八十年代以来，珠江口海域，特别是香港附近海域，频频发生赤潮，近两年仅深圳大鹏湾和深圳湾海区发生的赤潮就有10多次，给生态环境和渔业资源带来严重损失。
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文章编号:10074619(2001)06 460 06水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用王云鹏,闵育顺,傅家谟,盛国英(中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东广州 510640)摘 要: 介绍了水体污染的遥感机理、方法,并探索在珠江广州河段水污染监测中的应用。
研究表明:随着水体有机污染程度的增加,水体的可见 近红外光谱反射率逐渐降低。
经比较发现,先对图像数据进行对数变换、IHS 变换和KL 变换后再进行密度分割及图像分类,可以更好地区分和识别水体污染。
采用这一方法,制成了广州地区水体污染时空分布卫星影像图,并结合地面实际分析和调查资料,初步总结了珠江广州段水体污染的时空分布规律和污染变化趋势。
通过对最新遥感数据的处理,结合区域或流域水污染的变化趋势和污染源研究,利用GIS 技术建立区域或流域污染预警系统,为污染的宏观监测和研究以及水资源保护的决策提供了新的信息。
关键词: 遥感;水体污染监测;污染源评价;GIS;时空分布中图分类号: TP79 文献标识码: A近年来,随着经济的发展,珠江三角洲流域城市附近河段的有机污染日益严重,这不仅影响了居民的身体健康和人民生活水平的提高,也制约了珠江三角洲经济的持续发展。
对污染监测也提出了更高的要求,需要宏观性强、更为快速、准确和廉价的水污染监测方法,传统采用定点定剖面采样分析的方法,往往不能快速全面地反映污染状况,而且成本高,速度慢。
遥感技术的发展,尤其是遥感器几何与光谱分辨率的提高,使遥感技术为水体污染监测和研究开辟了新的途径。
水体、植被、土壤和岩石从一开始就是遥感探测的主要目标,对于水质的研究一直是遥感的主要任务,但由于受遥感器分辨性能的限制,利用遥感技术定量研究水质和进行水污染监测一直没有取得突破。
近几年来,随着遥感器几何与光谱分辩率的提高,使利用遥感技术进行水质研究和水污染的宏观监测成为可能[1 5]。
利用遥感技术进行水污染监测的主要机理是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像中体现出来[6]。
但是现今所广泛使用的遥感图像波段较宽,所反映的往往是综合信息,加之太阳光、大气等因素使这种差异往往在常规遥感图像中体现的不甚明显。
通过计算机图像处理的技术能够突出这些信息,而且通过特定时间的图像并结合地面监测的水质分析数据,建立比较准确的水质遥感模型,并利用该模型处理遥感数据,可以取得较为准确的结果,这就是利用遥感数据进行水污染定量监测的主要方法。
由于遥感图像具有直观明了,宏观性强的特点,能清楚地反映出区域或整个流域污染现状和空间分布特征。
利用多时相的遥感数据可以对同一流域水体污染历史和污染趋势作出研究和预测,为水资源保护规划提供准确信息。
1 水体污染的遥感监测机理遥感的主要目的在于识别地物,其识别地物的机理在于不同地物具有不同的光谱特征。
地物之间光谱特征差异越大,越容易为遥感器所识别。
对于收稿日期:2000 08 16;修订日期:2000 12 22基金项目:国家自然科学基金(编号:49901014),广东省自然科学基金(编号:980757),广东省自然科学博士启动基金(编号:974189)和广州市科季科技项目(编号:95 R6 1)资助项目。
作者简介:王云鹏(1968 ),男,副研究员,1990年毕业于兰州大学,1996年在中国科学院广州地球化学研究所获博士学位,从事资源环境遥感与GIS 研究,发表论文30多篇。
第5卷第6期遥 感 学 报Vol.5,No.62001年11月JOURNAL OF RE MOTE SENSI NG Nov.,2001水体而言,最常用最敏感的波段为可见光波段和近红外波段。
清洁水体、自然水体和污染水体在可见光 近红外波段的光谱特性将直接影响到其遥感灵敏度。
为了探讨不同水质水体的可见光 近红外光谱及其与水质指标的关系,在珠江广州河段的不同地区采集了水样,进行了室内光谱测试(VI NI R)和水中总有机碳(TOC)的分析,为了比较,同时进行了纯净水和自来水的光谱测试和水质分析。
其中室内可见光 近红外光谱由UV 340分光光度计(带自制水反射光谱测试装置)测定,水中总有机碳由Phoenix8000TOC分析仪测定。
采样地点及TOC的分析结果见表1,水体反射光谱曲线见图版 图1。
表1 水样采集地点及TOC分析结果Table1 Sample sites and analysis result of TOC水样采集地点及编号TOC分析结果/(g/t)水质评价纯净水0.028超纯净自来水0.47清洁猎德珠江水 5.46受污染江水池塘水7.14富营养化塘水天河涌水10.28污水可以看出在可见光 近红外波段(400 2500nm)水的反射率很低,约1% 4%,平均反射率约为2%。
从可见光到近红外波段,随着波长的增大,反射率逐渐降低,在波长大于2400nm以后,反射率降至最低,几乎为零。
从图版 图1还可以看出,随着水中TOC含量的增加,水在可见光 近红外波段(400 2500nm)的反射率逐渐减小,说明受有机污染的水体反射率比未受有机污染的清洁水体反射率要低。
这一点因内许多学者在苏州河、马鞍山和洛阳等地都发现了同样的规律[7,8]。
水体反射率的光谱反射率高低主要受水的颜色深浅的影响,受有机污染的水体一般颜色较深,呈蓝、深蓝、蓝黑或黑色,光谱反射率较低。
而未受有机污染的水体颜色较浅,光谱反射率相对较高。
为了定量探讨水中有机质含量与TM各波段反射率大小之间的关系,利用图版 图1中水样的光谱反射率数值计算了TM各波段的反射率积分值,结果见表2,TM波段反射率积分光谱图见图版 图2。
从表2及图版 图2可以明显看出:随着水中有机碳含量的增加,TM各波段的反射率积分值逐渐下降,反映了随着水体有机污染程度的增加,水体的可见光 近红外光谱反射率逐渐降低的趋势。
这就使我们可能利用遥感技术区分和识别污染水体。
表2 不同水样TM各波段的反射率积分值Table2 Reflectance integral in TM Bands ofdifferent water samples采样地点TOC/(g/t)TM1TM2TM3TM4T M5TM7自来水0.4721.829.819.942.162.574.4猎德江水 5.4617.424.316.136.553.754池塘水7.1417.624.616.333.944.948.3天河涌水10.2814.519.913.329.24144.22 水体污染的遥感监测方法污染水体与清洁水组成之间的差别不仅反映在光谱上,也反映在遥感图像上。
传统的方法多利用彩色合成方法、单波段灰度分割或多波段图像分类方法。
在实用应用上取得了一定的效果。
但在具体应用时,利用三波段彩色合成时,波段组合的选择至关重要。
而在利用灰度分割和图像分类时,波段的选择也非常重要。
在本项研究中,我们以珠江广州河段十个断面为主要采样点,结合地面水质指标,进行了TM各波段灰度值的分析和比较,选择出比较好的TM彩色图像组合,TM图像数据都进行了系统的大气辐射纠正。
经过比较后发现,先对图像数据进行一些变换后再进行密度分割及图像分类对于区分和识别水体污染效果更佳。
各断面水质指标和TM图像各波段灰度值如表3。
根据国家水质划分标准(GB3838 88),将这十个断面分为3类,划分结果及水质指标和TM各波段类度值如表4。
从表4可以看出:随着水中COD及BOD含量的增加,即水的有机污染程度的加重,TM各波段灰度呈总体减少趋势(这一点与光谱的分析结果一致),其中TM2和TM3波段降幅最大,这是由于有机污染对水色的影响在这两个波段响应最大。
从室内光谱看,TM1波段对于水色变化也是很明显的(表2),但由于受大气散射的影响,TM1波段的灰度明显变高,在一定程度上也影响了对污染水体反映的灵敏度。
对于3个近红外波段而言,TM4波段离差最大,TM5和TM7波段由于本身反射率已很低,也影响了对污染水体的识别。
因此,利用彩色合成法进行污染监测时,TM2、TM3、TM4、或TM1(进行大气散射校正)为比较好的组合。
图版 图3(a)为TM4(R)、TM3 (G)、TM2(B)的合成增强图像,可以看出这种组合图像色彩接近于彩红外图像,对于水体的反映也十分第6期王云鹏等:水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用461清楚,清洁的水体呈浅蓝 蓝色(如1988年图像的流溪河段),受污染的水体呈深蓝 蓝黑色。
表3 珠江广州段水质断面指标与TM 波段灰度值Table 3 Water quality index and D N value of TM bands in Guangzhou sections of Pear River监测断面COD BOD TM 1TM2TM3T M 4TM 5TM7流溪河2.6 1.7115.253.862.929.515.8 6.4鸦岗3.43 1.8810643.646.123.610 6.3硬颈海4.45 2.75107.543.348.52715.16.2黄沙5.08 3.42111.144.149.127.515.48.7猎德6.27 4.44102.940.744.624.19.9 5.5东郎5.5 3.62104.84146.324.810.5 5.8长洲4.15 3.34100.339.842.221.89.55.1黄埔3.7 3.48100.941.242.920.39.5 5.1莲花山3.46 3.18100.440.942.128.98.34.1平洲 2.91 1.27106.342.847.524.110.75.3表4 不同水质分类断面水质指标及TM 图像灰度统计值Table 4 Statistics o f water quality index and D N values o f TM bands in different water quality sections水质分类监测断面CODBOD TM1TM2TM3TM 4TM5TM7 类水流溪河、鸦岗、黄埔、莲花山、平洲 3.222.3105.744.4648.325.2810.86 5.44 类水硬颈海、黄沙、东郎、长洲 4.7953.28105.942.0546.5225.2712.65 6.45 类水猎德 6.274.44102.940.744.624.19.95.5最大差值猎德 流溪河3.05 2.14-2.8-3.76-3.7-1.18-0.96-0.06 虽然图像彩色合成经过增强后可以反映出水体污染的宏观特征和总体分布,但合成利用的是图像的原始数据,由于原始数据影响因素较多,并不能准确灵敏地反映污染特征。