遥感湖泊水质的监测 ppt课件
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基于遥感的湖泊水质监测及评 价
研究
自然地理学
遥感湖泊水质的监测
报告内容
一 、 遥感简介 二、 研究概述 三、案例简介
四、问题与展望
遥感湖泊水质的监测
一、遥感
遥感（Remote Sensing，简称RS） ，就是“遥远的感知”。是利用一定的技 术设备和系统，远距离获取目标物的电磁 波信息，并根据电磁波的特征进行分析和 应用的技术。
0.45 - 0.90 0.45 – 0.52 0.52 - 0.60 0.63 – 0.69 0.76 – 0.90
覆盖范围 60 km 60 km 60km 185 km
11 km 16.5 km
遥感技术的原理
地 遥感卫星 物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电 磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。
ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD
遥感湖泊水质的监测
www.mapgis.com.cn
技 术 路 线
遥感卫星影像收集 （TM、ETM+等）
遥感图像的预处理 （几何、辐射、大
气校正等） 水体提取
遥感水体反射率
wenku.baidu.com实验方案制定
水质参数实验 水体实验
（TSS、TN等） 水质参数数据
卫星光谱敏感波段或波段组合分析
遥感湖泊水质的监测
航天平台 航空平台
遥感类型 （按照不同的平台分类）
> 80 千米 高空 (10 - 20 千米 ) 中空 (5 - 10 千米 ) 低空 (< 5 千米 )
航天遥感 航空遥感
地面平台
地面目标 物
各种遥感平台示意图
遥感湖泊水质的监测
近地遥感
遥感卫星类型—按传 感器特点分类
遥感卫星类型—按卫 星轨道类型分类
2.44
B2: green
2.44
B3: red
遥感湖泊水质2.的44监测
B4:near infrared
2.44
光谱范围
0.48 - 0.71 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89 1.58 - 1.75
0.61 - 0.68 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89 1.58 - 1.75
遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设 备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地 物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完 成远距离识别物体。
树木
水体
草丛
裸露的地表 路面
遥感湖泊水质的监测
建筑物
遥感技术系统及工作流程
遥感湖泊水质的监测
遥感技术的特点
人工实地调查与利用遥感技术调查的比较
人工实地调查
遥感湖泊水质的监测
遥感水质监测的国内外研究进展
自20世纪70年代初开始,遥感技术由海洋水色遥感逐渐 应用到内陆地水体研究中,从单纯的水域识别逐渐发展到对水 质参数进行遥感监测、制图和预测。
随着遥感技术的发展,对水质参数光谱特征及数学模型研 究的不断深入,遥感水质监测经历了从物理方法到经验方法, 再到半经验方法的过程,半经验方法是90年代后的主要方法。 随着对水体光谱特征研究的不断深入、算法的改进以及传感 器技术的进步,遥感监测水质从定性逐渐发展到定量,而且可 遥感监测的水质参数逐渐增加,从起初的水色遥感(如叶绿素a 、悬浮物等)发展到间接遥感水质参数(如总磷、总氮、COD 等),预测精度也在不断提高,正朝水质遥感产业化的方向发展 。但是目前仍然依赖大量的地面监测数据,精度还没有达到商 业要求,还未形成较好通用性的模型和算法。
利用遥感技术调查
花费时间
多
少
时效性
差（慢）
连续性 差，不能全天候观测
调查人员
多
调查成本
高
好（快） 好，能全天侯观测
少 低
调查范围 小，有些地方不能人工调查 广，连续性好，能获得人眼看不到的信息
遥感湖泊水质的监测
二、研究目的与研究意义
湖泊是地球上最重要的淡水资源地之一,具有调节河 川径流、发展农业灌溉、提供工业水源和生活饮水、沟通水 运、开发旅游业以及维持生物多样性和生态平衡等多种功能, 在国民经济发展中起着非常重要的作用,是湖泊流域经济可持 续发展和人们赖以生存的重要基础。
0.50 - 0.73 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89
0.50 – 0.90 0.45 – 0.52 0.52 – 0.60 0.63 – 0.69 0.76 – 0.90 1.55 – 1.75 2.08 – 2.35 10.4 - 12.5
0.45 – 0.90 0.45 – 0.52 0.51 – 0.60 0.63 – 0.70 0.76 – 0.85
湖泊水质监测是掌握湖泊污染程度的必要手段,而传统的 化学特征分析方法是采用离散点概面的方法,在边界条件较为 复杂的湖泊可能不能够代表所有区域的分布特征,不能够连续 反映整个湖面水质情况,存在一定的缺陷。遥感技术正适合从 面上监测,并发展到动态监测的需要,可以大面积、迅速地提 供水质信息,成为持久监测区域乃至全球尺度上湖泊、海洋、 水库等水体质量监测的有效手段。是常规水质监测的重要补 充,为湖泊生态经济区政府决策提供科学的依据。
30
B3: red
30
B4:near infrared
30
B5: mid infrared
30
B7: mid infrared
30
B6:thermal
120
infrared
全色
1.0
B1: blue
4.0
B2: green
4.0
B3:red
4.0
B4:near infrared
4.0
全色
0.61
B1: blue
2.5 or 5 10 10 10 20
全色
10
B1: green
20
B2: red
20
B3:near infrared
20
B4:short-wave
20
infrared (SWIR)
全色
10
B1: green
20
B2: red
20
B3:near infrared
20
全色
15
B1: blue
30
B2: green
遥感卫星类型——按空 间分辨率分类
遥感湖泊水质的监测
几种主要地球资源卫星技术指标
卫星 SPOT-5
SPOT-4 SPOT-1 SPOT-2 SPOT-3
Landsat 7
IKONOS
QuickBird
传感器 HRG HRVIR HRV ETM+
波段
空间分辨率（米）
全色 B1: green B2: red B3:near infrared B4:short-wave infrared (SWIR)
研究
自然地理学
遥感湖泊水质的监测
报告内容
一 、 遥感简介 二、 研究概述 三、案例简介
四、问题与展望
遥感湖泊水质的监测
一、遥感
遥感（Remote Sensing，简称RS） ，就是“遥远的感知”。是利用一定的技 术设备和系统，远距离获取目标物的电磁 波信息，并根据电磁波的特征进行分析和 应用的技术。
0.45 - 0.90 0.45 – 0.52 0.52 - 0.60 0.63 – 0.69 0.76 – 0.90
覆盖范围 60 km 60 km 60km 185 km
11 km 16.5 km
遥感技术的原理
地 遥感卫星 物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电 磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。
ZONDY CYBER GROUP CO.,LTD
遥感湖泊水质的监测
www.mapgis.com.cn
技 术 路 线
遥感卫星影像收集 （TM、ETM+等）
遥感图像的预处理 （几何、辐射、大
气校正等） 水体提取
遥感水体反射率
wenku.baidu.com实验方案制定
水质参数实验 水体实验
（TSS、TN等） 水质参数数据
卫星光谱敏感波段或波段组合分析
遥感湖泊水质的监测
航天平台 航空平台
遥感类型 （按照不同的平台分类）
> 80 千米 高空 (10 - 20 千米 ) 中空 (5 - 10 千米 ) 低空 (< 5 千米 )
航天遥感 航空遥感
地面平台
地面目标 物
各种遥感平台示意图
遥感湖泊水质的监测
近地遥感
遥感卫星类型—按传 感器特点分类
遥感卫星类型—按卫 星轨道类型分类
2.44
B2: green
2.44
B3: red
遥感湖泊水质2.的44监测
B4:near infrared
2.44
光谱范围
0.48 - 0.71 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89 1.58 - 1.75
0.61 - 0.68 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89 1.58 - 1.75
遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设 备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地 物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完 成远距离识别物体。
树木
水体
草丛
裸露的地表 路面
遥感湖泊水质的监测
建筑物
遥感技术系统及工作流程
遥感湖泊水质的监测
遥感技术的特点
人工实地调查与利用遥感技术调查的比较
人工实地调查
遥感湖泊水质的监测
遥感水质监测的国内外研究进展
自20世纪70年代初开始,遥感技术由海洋水色遥感逐渐 应用到内陆地水体研究中,从单纯的水域识别逐渐发展到对水 质参数进行遥感监测、制图和预测。
随着遥感技术的发展,对水质参数光谱特征及数学模型研 究的不断深入,遥感水质监测经历了从物理方法到经验方法, 再到半经验方法的过程,半经验方法是90年代后的主要方法。 随着对水体光谱特征研究的不断深入、算法的改进以及传感 器技术的进步,遥感监测水质从定性逐渐发展到定量,而且可 遥感监测的水质参数逐渐增加,从起初的水色遥感(如叶绿素a 、悬浮物等)发展到间接遥感水质参数(如总磷、总氮、COD 等),预测精度也在不断提高,正朝水质遥感产业化的方向发展 。但是目前仍然依赖大量的地面监测数据,精度还没有达到商 业要求,还未形成较好通用性的模型和算法。
利用遥感技术调查
花费时间
多
少
时效性
差（慢）
连续性 差，不能全天候观测
调查人员
多
调查成本
高
好（快） 好，能全天侯观测
少 低
调查范围 小，有些地方不能人工调查 广，连续性好，能获得人眼看不到的信息
遥感湖泊水质的监测
二、研究目的与研究意义
湖泊是地球上最重要的淡水资源地之一,具有调节河 川径流、发展农业灌溉、提供工业水源和生活饮水、沟通水 运、开发旅游业以及维持生物多样性和生态平衡等多种功能, 在国民经济发展中起着非常重要的作用,是湖泊流域经济可持 续发展和人们赖以生存的重要基础。
0.50 - 0.73 0.50 - 0.59 0.61 - 0.68 0.78 - 0.89
0.50 – 0.90 0.45 – 0.52 0.52 – 0.60 0.63 – 0.69 0.76 – 0.90 1.55 – 1.75 2.08 – 2.35 10.4 - 12.5
0.45 – 0.90 0.45 – 0.52 0.51 – 0.60 0.63 – 0.70 0.76 – 0.85
湖泊水质监测是掌握湖泊污染程度的必要手段,而传统的 化学特征分析方法是采用离散点概面的方法,在边界条件较为 复杂的湖泊可能不能够代表所有区域的分布特征,不能够连续 反映整个湖面水质情况,存在一定的缺陷。遥感技术正适合从 面上监测,并发展到动态监测的需要,可以大面积、迅速地提 供水质信息,成为持久监测区域乃至全球尺度上湖泊、海洋、 水库等水体质量监测的有效手段。是常规水质监测的重要补 充,为湖泊生态经济区政府决策提供科学的依据。
30
B3: red
30
B4:near infrared
30
B5: mid infrared
30
B7: mid infrared
30
B6:thermal
120
infrared
全色
1.0
B1: blue
4.0
B2: green
4.0
B3:red
4.0
B4:near infrared
4.0
全色
0.61
B1: blue
2.5 or 5 10 10 10 20
全色
10
B1: green
20
B2: red
20
B3:near infrared
20
B4:short-wave
20
infrared (SWIR)
全色
10
B1: green
20
B2: red
20
B3:near infrared
20
全色
15
B1: blue
30
B2: green
遥感卫星类型——按空 间分辨率分类
遥感湖泊水质的监测
几种主要地球资源卫星技术指标
卫星 SPOT-5
SPOT-4 SPOT-1 SPOT-2 SPOT-3
Landsat 7
IKONOS
QuickBird
传感器 HRG HRVIR HRV ETM+
波段
空间分辨率（米）
全色 B1: green B2: red B3:near infrared B4:short-wave infrared (SWIR)