水环境污染遥感监测 PPT课件
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水环境污染遥感监测
一 水环境遥感监测的原理 二 水环境遥感监测特点 三 水环境遥感监测方法 四 水环境遥感监测分类
*水质量标准
• 按水体类型：地面水质量标准、海水质量 标准和地下水质量标准等;
• 按水资源的用途：生活饮用水水质标准、 渔业用水水质标准、农业用水水质标准、 娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标 准等。
5.水体富营养化监测
5.水体富营养化监测
• 水体富营养化：当大量的营养盐进入水体后， 在一定条件下引起藻类的大量繁殖，而后在藻 类死亡分解过程中消耗大量的溶解氧，从而导 致鱼类和贝类的死亡。
• 反映水体富营养化程度的主要因子是叶绿素a • 由于浮游植物体内含的叶绿素对可见光和近红
外波段具有“陡坡效应”,使那些浮游植物含 量高的水体兼有水体和植物的反射光谱特征。
• 定量方法：建立在定性方法之上，需要获 得与遥感成像同步的实测数据，以标定定 量数学模型
三、水污染遥感监测方法
• 经验方法：基于遥感波段数据和地面实测数据 的相关性统计分析,选择最优波段或波段组合 数据与地面实测水质参数通过统计分析得到相 关模型,进而反演水质参数。
• 半经验方法：根据机载成像光谱仪或野外各种 光谱仪测量的水体光谱特征,选择估算水质参 数的最佳波段或波段组合,然后选用合适的数 学方法建立遥感数据和水质参数间的定量经验 性算法。
4.热污染监测
• 使用热红外传感器,能根据热效应的差异有 效地探测出热污染排放源。
• 利用光学技术或计算机对热图像作密度分 割,根据少量同步实测水温, 绘制水体的等温 线。
• 在热图像上，热水温度高，反射能量多， 呈浅色调；冷水呈深色调
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
1.泥沙污染监测
• 原理：悬浮物微粒会对进入水中的光发生 散射和反射,从而增大水体的反射率。浓度 不同的水体其光谱衰减特性不一样。
• 随着泥沙浑浊度的增大和悬浮沙粒的增大, 水的反射率逐渐增高。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
2.石油污染监测
3.城市污水监测
• 城市大量排放的工业废水和生活污水中带 有大量有机物,它们分解时耗去大量氧气,使 污水发黑发臭。
• 污染状况在彩红外像片上有很好的显示,不 仅可以直接观察到污染物运移的情况,而且 凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读 指示物追踪出污染源。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
• 分析方法：代数法、非线性优化法、矩阵反演 法
四、水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
1.泥沙污染监测
a.浊水的反射率比清水高1.5%~6% b. 0.50~0.55um波段,前者比后者的光谱反射率约高1.5% c. 0.55~0.60um波段,前者比后者约高3% d.0.60~0.75um波段,前者比后者约高4%~6% e.0.75~0.90um波段浑浊河水的反射率为2.5%~5%,而清澈湖水 的反射率几乎趋于零。
污染分类 《水环境石油类污染遥感识别模式及其应用》黄妙芬等
• 第1类,非污染,水体石油类污染<1. 0mg /L,即 小于国家水质标准V类水质的石油类污染限 定值;
• 第2类,水体石油类污染在1. 0～10. 0mg /L之 间,属于轻度污染;
• 第3类,水体石油类污染在>10. 0mg /L,属于 重度污染。
2.石油污染监测
• 原理：油污染在紫外、可见光、近红外、 微波图像上呈浅色调,在热红外图像上呈深 色调,为不规则斑块状。
• 遥感调查油污染不仅能发现已知污染区的 范围和估算污染油的含量,而且可追踪出污 染源。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
地表水质量标准
• 依据地表水水域使ห้องสมุดไป่ตู้目的和保护目标将其划分为五 类：
• Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区； • Ⅱ类 主要适用于集中式饮用水水源地一级保护区、
珍稀鱼类保护区及游泳区； • Ⅲ类 主要适用于集中式饮用水水源地二级保护区、
一般鱼类保护区及游泳区； • Ⅳ类 主要适用于一般工业用水及非直接接触的娱乐
用水； • Ⅴ类 主要使用于农业用水和一般景观要求水域
国家标准地面水环境质量标准
国家标准地面水环境质量标准
一、水环境遥感监测原理
• 水环境的遥感监测是基于污染水的光谱效 应。
• 被污染水体具有不同于清洁水体的光谱特 征,这些光谱特征体现在对特定波长的吸收 或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器捕 获并在遥感图像中体现出来
二、水环境遥感监测特点
• a.监测范围广、速度快、成本低 • b.便于长期动态监侧 • c.揭示污染源及其扩散的状态 • d. 污染物的排放源、扩散方向、影响范围
及与清洁水混和稀释的特点
三、水污染遥感监测方法
• 定性方法：通过分析遥感图像的色调特征 或异常对水环境化学现象进行分析评价。 需要了解水环境化学现象与遥感图像的色 调之间的关系，建立图像解译标志
一 水环境遥感监测的原理 二 水环境遥感监测特点 三 水环境遥感监测方法 四 水环境遥感监测分类
*水质量标准
• 按水体类型：地面水质量标准、海水质量 标准和地下水质量标准等;
• 按水资源的用途：生活饮用水水质标准、 渔业用水水质标准、农业用水水质标准、 娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标 准等。
5.水体富营养化监测
5.水体富营养化监测
• 水体富营养化：当大量的营养盐进入水体后， 在一定条件下引起藻类的大量繁殖，而后在藻 类死亡分解过程中消耗大量的溶解氧，从而导 致鱼类和贝类的死亡。
• 反映水体富营养化程度的主要因子是叶绿素a • 由于浮游植物体内含的叶绿素对可见光和近红
外波段具有“陡坡效应”,使那些浮游植物含 量高的水体兼有水体和植物的反射光谱特征。
• 定量方法：建立在定性方法之上，需要获 得与遥感成像同步的实测数据，以标定定 量数学模型
三、水污染遥感监测方法
• 经验方法：基于遥感波段数据和地面实测数据 的相关性统计分析,选择最优波段或波段组合 数据与地面实测水质参数通过统计分析得到相 关模型,进而反演水质参数。
• 半经验方法：根据机载成像光谱仪或野外各种 光谱仪测量的水体光谱特征,选择估算水质参 数的最佳波段或波段组合,然后选用合适的数 学方法建立遥感数据和水质参数间的定量经验 性算法。
4.热污染监测
• 使用热红外传感器,能根据热效应的差异有 效地探测出热污染排放源。
• 利用光学技术或计算机对热图像作密度分 割,根据少量同步实测水温, 绘制水体的等温 线。
• 在热图像上，热水温度高，反射能量多， 呈浅色调；冷水呈深色调
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
1.泥沙污染监测
• 原理：悬浮物微粒会对进入水中的光发生 散射和反射,从而增大水体的反射率。浓度 不同的水体其光谱衰减特性不一样。
• 随着泥沙浑浊度的增大和悬浮沙粒的增大, 水的反射率逐渐增高。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
2.石油污染监测
3.城市污水监测
• 城市大量排放的工业废水和生活污水中带 有大量有机物,它们分解时耗去大量氧气,使 污水发黑发臭。
• 污染状况在彩红外像片上有很好的显示,不 仅可以直接观察到污染物运移的情况,而且 凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读 指示物追踪出污染源。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
• 分析方法：代数法、非线性优化法、矩阵反演 法
四、水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
1.泥沙污染监测
a.浊水的反射率比清水高1.5%~6% b. 0.50~0.55um波段,前者比后者的光谱反射率约高1.5% c. 0.55~0.60um波段,前者比后者约高3% d.0.60~0.75um波段,前者比后者约高4%~6% e.0.75~0.90um波段浑浊河水的反射率为2.5%~5%,而清澈湖水 的反射率几乎趋于零。
污染分类 《水环境石油类污染遥感识别模式及其应用》黄妙芬等
• 第1类,非污染,水体石油类污染<1. 0mg /L,即 小于国家水质标准V类水质的石油类污染限 定值;
• 第2类,水体石油类污染在1. 0～10. 0mg /L之 间,属于轻度污染;
• 第3类,水体石油类污染在>10. 0mg /L,属于 重度污染。
2.石油污染监测
• 原理：油污染在紫外、可见光、近红外、 微波图像上呈浅色调,在热红外图像上呈深 色调,为不规则斑块状。
• 遥感调查油污染不仅能发现已知污染区的 范围和估算污染油的含量,而且可追踪出污 染源。
水污染遥感监测分类
1 泥沙污染 2 石油污染 3 废水污染 4 热污染 5 水体富营养化
地表水质量标准
• 依据地表水水域使ห้องสมุดไป่ตู้目的和保护目标将其划分为五 类：
• Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区； • Ⅱ类 主要适用于集中式饮用水水源地一级保护区、
珍稀鱼类保护区及游泳区； • Ⅲ类 主要适用于集中式饮用水水源地二级保护区、
一般鱼类保护区及游泳区； • Ⅳ类 主要适用于一般工业用水及非直接接触的娱乐
用水； • Ⅴ类 主要使用于农业用水和一般景观要求水域
国家标准地面水环境质量标准
国家标准地面水环境质量标准
一、水环境遥感监测原理
• 水环境的遥感监测是基于污染水的光谱效 应。
• 被污染水体具有不同于清洁水体的光谱特 征,这些光谱特征体现在对特定波长的吸收 或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器捕 获并在遥感图像中体现出来
二、水环境遥感监测特点
• a.监测范围广、速度快、成本低 • b.便于长期动态监侧 • c.揭示污染源及其扩散的状态 • d. 污染物的排放源、扩散方向、影响范围
及与清洁水混和稀释的特点
三、水污染遥感监测方法
• 定性方法：通过分析遥感图像的色调特征 或异常对水环境化学现象进行分析评价。 需要了解水环境化学现象与遥感图像的色 调之间的关系，建立图像解译标志