遥感监测技术 ppt课件
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3.遥感监测技术
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1
遥感监测技定义及特点
1、定义： 遥感监 测就是用仪器对一 段距离以外的目标 物或现象进行观测， 是一种不直接接触 目标物或现象而能 收集信息，对其进 行识别、分析、判 断的更高自动化程 度的监测手段。
2、特点： ①不需要采样而直 接可以进行区域性 的跟踪测量 ②快速进行污染源 的定点定位， ③污染范围的核定； ④大气生态效应； ⑤污染物在水体、 大气中的分布、扩 散等变化。
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4、作用：用不同波 长范围的感光胶片-滤 光镜组成的多波段摄 影系统，用不同镜头 感应不同波段的电磁 波，可同时对同空间 的同一目标物进行拍 摄，获得一组遥感像 片，借以判定不同种 类的污染物。
3
红外扫描遥测技术
1、定义：红外扫描 技术系指采用一定的 方式将接受到的监测 对象的红外辐射能转 换成电信号或其他形 式的能量，然后加以wenku.baidu.com测量，获知红外辐射 能的波长和强度，借 以判断污染物种类及 其含量。
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。
远镜收集后，通光过束分光与装气置态分分出子各相遇时，则 现象种来频实率现的的返回光可波能，并发用生相另应外的两光种分子散射
电检测器检测，作再用经电而子产及生数折据返处信号，一种 理系统性得和到定各量种是相监污同散测染结气的射果体雷光。组利频分散率的射与定，入射这光种频散率射
占绝大部分；另一种是约占
1%以下的散射光频率与入
3、技术要求：必须采用影 像移动补偿技术，最简单的 方法是在曝光时移动胶片， 使胶片与影像同步移动。还 可以将照相摄影装置设计成 扫描系统，在系统中有一旋 转镜面指向目标物并接受其 射来的电磁辐射能，将接收 到的能量送给光电倍增管产 生相应的电脉冲，该信号再 被调制成电子束，转换成可 被摄影胶片感光的发光点， 从而得到扫描所及区域的影 像。
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4
热P红PT外课件扫描工作过程
5
相关光谱遥测技术
1、定义：相关光谱 技术是基于物质 分子对特征光吸 收的原理并辅以 相关技术的遥测 方法。在吸收光 谱技术基础上配 合相关技术是为 了排除测定中非 受检组分的干扰。 这种技术采用的 吸收光为紫外光 和可见光，故可 利用自然光做光 源。
2 、 测 定 过 程 ： 测 定相 染过关 物器 质程是吸根收是据光：某谱一的特某定一污吸 自 然 光 源 由 上 而收下带（透如S过O2选择300nm 受 检 大 气 层 后 ，左 有使右 一） 组之， 狭预 缝相先 的复 光制 谱出 型的 板刻 ， 继 进 入 望 远 镜 和狭分缝的光宽度器和，间距与真实 随 后 穿 过 由 一 排的 在狭吸 波收 长缝光 模谱 拟组波 对峰 应和 ，波 这谷 样所 可 成 的 与 待 测 气 体从分这组子狭缝吸射出受检物质 收 光 谱 相 匹 配 的 相分关子的器吸收，光谱。 则从相关器透射出的光 之光谱图正好相应于受 检气体分子的特征吸收 光谱，加以测量后，便 可推知其含量。
污染物的监测。 8
3.1遥感技术在水质监测中的应用
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9
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。
射光频率相差很小的拉曼散
射。
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3、应用：可用于遥 测 大 气 中 SO2 、 NO 、 CO 、 CO2 、 H2S 和 CH4等污染组分。因 为不同组分都有各自 的特定拉曼散射光谱， 借此可进行定性分析； 拉曼散射光的强度又 与相应组分的浓度成 正比，借此又可作定 量分析。 因为拉曼散射信号较 弱，所以这种装置只 适用于近距离（数百 米范围内）或高浓度
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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2
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。
污染物。
光谱分析仪系统示意图
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7
激光雷达遥测技术
1光 境 利、污 用雷定发各些f染 测达0）射种 气义物 定遥的系污体：质激测激统染组是光激环光将组分脉波分相冲长时对2的的射发为，应、射烟 折望λ则的0原出分拉（气 返远理去别曼相并镜，，：产频应聚瞄对当生移频将焦准发遇与散率激到由射到这射为光光后烟雷电经囱达倍米口装增氏冒管散出置 与 监信测号对（象f1、作f2、…窗、口fn的）激。这光些作信强号度检测，就 用 后连发同生无散频射移、的雷可利对和米烟氏气散中射的信烟号尘量作出实 发 射（、f0吸）收一等起返回时发射性点遥，测经。接当收射望向大气的激
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相关器装在一个可旋 转相关的光盘谱上技，术通的过实旋用转 将 轮对氧二象化氧相换目 氮 化关地前、硫器插还二；两入只氧如组光限化对件路于氮它之，一和们一分 同别时测进定行透连过续光测定。时将，这 种在系仪统器中装需备装在置汽三车套或 飞相关机器上。，监即测可这大三范种围 遥污染测组大分气的污实染际物工及作其 分波长布范情围况是。：也S可O2以为装 2在50烟—囱31里0n侧m，；N在O其为对 面1用9安5以4—2装测02—3一定04n个5烟m0人；n道m工N气。O光中2为源的，
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遥感监测技定义及特点
1、定义： 遥感监 测就是用仪器对一 段距离以外的目标 物或现象进行观测， 是一种不直接接触 目标物或现象而能 收集信息，对其进 行识别、分析、判 断的更高自动化程 度的监测手段。
2、特点： ①不需要采样而直 接可以进行区域性 的跟踪测量 ②快速进行污染源 的定点定位， ③污染范围的核定； ④大气生态效应； ⑤污染物在水体、 大气中的分布、扩 散等变化。
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4、作用：用不同波 长范围的感光胶片-滤 光镜组成的多波段摄 影系统，用不同镜头 感应不同波段的电磁 波，可同时对同空间 的同一目标物进行拍 摄，获得一组遥感像 片，借以判定不同种 类的污染物。
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红外扫描遥测技术
1、定义：红外扫描 技术系指采用一定的 方式将接受到的监测 对象的红外辐射能转 换成电信号或其他形 式的能量，然后加以wenku.baidu.com测量，获知红外辐射 能的波长和强度，借 以判断污染物种类及 其含量。
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。
远镜收集后，通光过束分光与装气置态分分出子各相遇时，则 现象种来频实率现的的返回光可波能，并发用生相另应外的两光种分子散射
电检测器检测，作再用经电而子产及生数折据返处信号，一种 理系统性得和到定各量种是相监污同散测染结气的射果体雷光。组利频分散率的射与定，入射这光种频散率射
占绝大部分；另一种是约占
1%以下的散射光频率与入
3、技术要求：必须采用影 像移动补偿技术，最简单的 方法是在曝光时移动胶片， 使胶片与影像同步移动。还 可以将照相摄影装置设计成 扫描系统，在系统中有一旋 转镜面指向目标物并接受其 射来的电磁辐射能，将接收 到的能量送给光电倍增管产 生相应的电脉冲，该信号再 被调制成电子束，转换成可 被摄影胶片感光的发光点， 从而得到扫描所及区域的影 像。
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热P红PT外课件扫描工作过程
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相关光谱遥测技术
1、定义：相关光谱 技术是基于物质 分子对特征光吸 收的原理并辅以 相关技术的遥测 方法。在吸收光 谱技术基础上配 合相关技术是为 了排除测定中非 受检组分的干扰。 这种技术采用的 吸收光为紫外光 和可见光，故可 利用自然光做光 源。
2 、 测 定 过 程 ： 测 定相 染过关 物器 质程是吸根收是据光：某谱一的特某定一污吸 自 然 光 源 由 上 而收下带（透如S过O2选择300nm 受 检 大 气 层 后 ，左 有使右 一） 组之， 狭预 缝相先 的复 光制 谱出 型的 板刻 ， 继 进 入 望 远 镜 和狭分缝的光宽度器和，间距与真实 随 后 穿 过 由 一 排的 在狭吸 波收 长缝光 模谱 拟组波 对峰 应和 ，波 这谷 样所 可 成 的 与 待 测 气 体从分这组子狭缝吸射出受检物质 收 光 谱 相 匹 配 的 相分关子的器吸收，光谱。 则从相关器透射出的光 之光谱图正好相应于受 检气体分子的特征吸收 光谱，加以测量后，便 可推知其含量。
污染物的监测。 8
3.1遥感技术在水质监测中的应用
PPT课件
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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。
射光频率相差很小的拉曼散
射。
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3、应用：可用于遥 测 大 气 中 SO2 、 NO 、 CO 、 CO2 、 H2S 和 CH4等污染组分。因 为不同组分都有各自 的特定拉曼散射光谱， 借此可进行定性分析； 拉曼散射光的强度又 与相应组分的浓度成 正比，借此又可作定 量分析。 因为拉曼散射信号较 弱，所以这种装置只 适用于近距离（数百 米范围内）或高浓度
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。
污染物。
光谱分析仪系统示意图
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激光雷达遥测技术
1光 境 利、污 用雷定发各些f染 测达0）射种 气义物 定遥的系污体：质激测激统染组是光激环光将组分脉波分相冲长时对2的的射发为，应、射烟 折望λ则的0原出分拉（气 返远理去别曼相并镜，，：产频应聚瞄对当生移频将焦准发遇与散率激到由射到这射为光光后烟雷电经囱达倍米口装增氏冒管散出置 与 监信测号对（象f1、作f2、…窗、口fn的）激。这光些作信强号度检测，就 用 后连发同生无散频射移、的雷可利对和米烟氏气散中射的信烟号尘量作出实 发 射（、f0吸）收一等起返回时发射性点遥，测经。接当收射望向大气的激
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相关器装在一个可旋 转相关的光盘谱上技，术通的过实旋用转 将 轮对氧二象化氧相换目 氮 化关地前、硫器插还二；两入只氧如组光限化对件路于氮它之，一和们一分 同别时测进定行透连过续光测定。时将，这 种在系仪统器中装需备装在置汽三车套或 飞相关机器上。，监即测可这大三范种围 遥污染测组大分气的污实染际物工及作其 分波长布范情围况是。：也S可O2以为装 2在50烟—囱31里0n侧m，；N在O其为对 面1用9安5以4—2装测02—3一定04n个5烟m0人；n道m工N气。O光中2为源的，