资源环境遥感复习

资源环境遥感

第一章资源环境遥感及其发展

1.环境遥感的概念：

广义：以探测地球表层系统及其动态变化为目的的遥感技术，可理解为涉及大气、水（包括海洋）、生态环境等所有遥感活动的代名词。

狭义：利用遥感技术探测和研究环境污染的空间分布、时间尺度、性质、发展动态、影响和危害程度，以便采取环境保护措施或制定生态环境规划的遥感活动。此处仅指遥感技术在环境科学研究中的应用。

2.资源环境遥感的特点:

资源环境遥感在数据获取上具有多层次、多时相、多功能等特点，在应用方面具有多源数据处理、多学科综合分析、多维动态监测和多用途的特点。

多空间尺度性

多时间尺度性

多用途性

多学科综合性

3.空间（地面）分辨率：

指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能够把两个目标作为清晰的实体，记录下两个目标物之间最小的距离，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。

通常用像元大小、像解率或视场角来表示。

4.光谱分辨率：指传感器所能记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围值，波长范围值越宽，光谱分辨率越低。

5.时间分辨率：对同一目标进行探测时，相邻两次探测的时间间隔内目标变化情况的分辨能力

6.多空间尺度性：

巨型环境特征（大陆架、洋流等）：千米级，气象卫星、海洋卫星

大型环境特征（资源调查、环境质量评价等）：百米级，陆地系列卫星

中型环境特征（作物估产、污染监测等）：50m尺度，较高分辨率陆地系列卫星 小型环境特征（工程设计、水库建设等）：米级，高分辨率商业卫星或航空遥感7.多时间尺度性：

超短期（台风、森林火灾、污染事故等）：小时，卫星与地面遥感监测结合

短期（洪水、作物旱情等）：天，多时相遥感信息对比分析

中期（作物长势等）：季节，多年遥感数据和抽样统计分析

长期（水土流失、城市变化等）：年，遥感图像和历史资料

超长期（地壳变形等）：遥感图像和其他间接标志

8.多用途性:水环境遥感；大气环境遥感；生态环境遥感；…

9.多学科综合性：遥感；环境；地理信息系统（GIS）；全球定位系统（GPS）

10.国外资源环境遥感进展：

水环境遥感:水域变化、水体沼泽化、富营养化、泥沙污染、废水污染、热污染SeaStar 于1997年8月发射，传感器SeaWiFS（海洋观测宽视场传感器）

大气环境遥感:臭氧监测、气溶胶及微量气体反演（PM2.5、CO2、SO2等）、酸沉降、沙

尘暴TOMS（1978）、EOS-AURA（2004）

陆地生态环境、资源遥感：美国Landsat系列陆地卫星；美国EOS；日本地球观测卫星ADEOS；欧空局Envisat ；法国SPOT卫星；IKONOS、QUICKBIRD、WORLDVIEW等高分辨率卫星

11.我国资源环境遥感进展：

风云一号、风云二号、资源一号卫星、资源二号卫星、海洋一号卫星

2008年9月6日，我国首个环境与灾害监测预报小卫星星座环境一号A、B卫星在太原卫星发射中心通过一箭双星方式成功发射。环境与灾害检测预报小卫星(2+1)星座包括两颗光学小卫星和一颗合成孔径雷达小卫星(称为环境一号A、B、C卫星)。

星座的主要任务是对灾害、生态破坏、环境污染进行大范围、全天候、全天时动态监测，为紧急救援、灾害救助及恢复重建提供科学依据。

2012年11月19日，我国在太原卫星发射中心用“长征二号丙”运载火箭，将环境一号卫星C星成功送入太空。本次发射的环境一号卫星C星是我国环境与灾害监测预报小卫星星座3颗卫星中的1颗合成孔径雷达小卫星。

12.我国环境遥感应用存在的问题：

稳定可靠的数据来源

环境遥感监测的指标体系

环境遥感应用的技术规范体系

卫星遥感应用系统建设

13.环境遥感应用需求：

环境质量监测、评价与污染趋势预报

水环境遥感：水资源遥感监测；水质遥感监测；海洋水色遥感；洪水灾害监测。

大气环境遥感：大气污染监测；沙尘暴监测；气象遥感。

生态环境遥感：土地资源遥感监测；植被遥感监测；土地退化遥感监测。

灾害和环境事故遥感

环境卫星遥感技术

第二章水环境遥感

1.水环境概述：

水环境是由地球表层水圈所构成的环境，它包括在一定时间内水的数量、空间分布、运动状态、化学组成、生物种群和水体的物理性质。水环境是一个开放系统，它与土壤－岩石圈、大气圈、生物圈乃至宇宙空间之间存在着物质和能量的交换关系。

2．水环境特点：

水体状态的可变性

水体物质组成的差异性

水体时空分布的不均一性

水的可循环性

3.水体污染类型：

感官性状污染

需氧物质污染

无机污染

植物营养物质污染

有毒化学物质污染

油污染

病原体污染

放射性污染

热污染

4.水质指标：

物理性水质指标

化学性水质指标

生物学水质指标

5.水体污染源：

点源：点状形式排放而使水体造成污染的发生源。工业废水、城市生活污水。

非点源：又称水污染面源，以面积形式分布和排放的污染物造成的水体污染发生源。

6.水环境遥感原理：

水环境的遥感监测多是对地表各种水体进行空间识别、定位、及定量计算面积、体积或模拟水体动态变化。

随着遥感基础研究的进展，对水体本身的光谱特性有了深入研究，同时进行许多水质光谱数据测试。对水体的遥测也转换到水体属性特征参数的定量测定，如水深的控制、悬浮泥沙浓度的测定、和绿素含量的测定，以及污染状况的监测等。

0.6μm~0.7μm左右是定量分析悬浮泥沙的最佳波段之一。

0.47μm~0.55μm是遥感探测清洁水深的最佳波段。

7.水资源遥感监测：

遥感在水文水资源方面的应用，包括水资源的调查、流域规划、水域面积分布及变化、径流估算、水深、水温、冰雪覆盖、土壤水分监测、冰雪监测、河口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面。特别是在人类足迹难以到达的荒凉地区，遥感技术可成为水文、水资源调查的有效手段。

8.海洋应用：

利用遥感图像可进行海岸带岸线测量、河口及近岸悬浮泥沙迁移，以及海洋环境监测，诸如海水温度、盐度、水深、洋流、波浪、潮沙等海洋诸要素的测量，对海洋的开发具有重要意义。遥感图像可提供大尺度、现实性强、多层次、全天候、客观逼真的丰富信息，为海洋研究及指导海洋渔业生产提供了基础。

9.水文要素遥感研究：

(1)水位-面积和流域界定；(2)水深探测；(3)水温探测；(4)径流估算

10.水域变化监测:

(1)河流、水系变化；(2)湖泊演变；(3)河口三角洲演变；(4)海岸带演变

11.水质遥感监测：

利用遥感技术能迅速、同步地监测大范围水环境质量状况及其动态变化，在这些方面弥补了常规监测手段的不足，因此引起许多环境科学工作者的重视。就精度而言，遥感方法通常低于常规监测方法，但遥感技术正是通过这种精度上的损失，换取了水环境研究的区域性、动态性和同步性，这正是把遥感技术应用于水环境研究的意义所在。

为了便于用遥感方法研究各种水污染，习惯上将其分为富营养化、悬浮泥沙、石油污染、废水污染、热污染和固体漂浮物等几种类型。

12.叶绿素浓度信息提取方法：

用遥感方法估算叶绿素浓度，国内外许多学者已经做了大量工作，已有多种用遥感辐射率估算叶绿素浓度的光学生物算法。归纳起来，大致有经验算法（基于回归模型）、神经网络模型法、光谱混合分析法等几种算法。