遙感基礎(chǔ)第六次課遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用課件

第七章遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用12/18/20221第七章遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用12/11/20221本章內(nèi)容7.1遙感影像地學(xué)分析方法7.2植被信息提取與應(yīng)用7.3水體信息提取與應(yīng)用7.4居民地特征提取7.5土壤信息提取與應(yīng)用7.6高光譜遙感及應(yīng)用12/18/20222本章內(nèi)容7.1遙感影像地學(xué)分析方法12/11/20222遙感基礎(chǔ)第六次課遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用課件遙感基礎(chǔ)第六次課遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用課件7.1遙感影像地學(xué)分析方法（續(xù)）地學(xué)（地理、地質(zhì)、氣象等）背景知識遙感影像的尺度特征混合像元光譜分辯率時(shí)間分辯率（影像獲取時(shí)間）12/18/202257.1遙感影像地學(xué)分析方法（續(xù)）地學(xué)（地理、地質(zhì)、氣象等）7.2植被信息提取與應(yīng)用植被光譜特征與影響因素不同植物類型信息的提取植物遙感應(yīng)用12/18/202267.2植被信息提取與應(yīng)用植被光譜特征與影響因素12/11/1）植被光譜特征與影響因素植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)用領(lǐng)域。植被是環(huán)境的重要組成因子，也是反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境的最好標(biāo)志之一，同時(shí)也是土壤、水文等要素的解譯標(biāo)志。個(gè)別植物還是找礦的指示植物。植被解譯的目的是在遙感影像上有效地確定植被的分布、類型、長勢等信息，以及對植被的生物量作出估算，因而可以為環(huán)境監(jiān)測、生物多樣性保護(hù)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等有關(guān)部門提供信息服務(wù)。12/18/202271）植被光譜特征與影響因素植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)（1）植物的光譜特征健康綠色植物的反射光譜特征葉綠素的吸收波段水的吸收綠葉的反射率12/18/20228（1）植物的光譜特征健康綠色植物的反射光譜特征葉綠素的吸收波葉子的顏色：植物葉子中含有多種色素，在可見光范圍內(nèi)，其反射峰值落在相應(yīng)的波長范圍內(nèi)。葉子的組織構(gòu)造葉子的含水量植物覆蓋程度（2）影響植物光譜的因素12/18/20229葉子的顏色：植物葉子中含有多種色素，在可見光范圍內(nèi)，其反射峰不同植物類型的區(qū)分不同植被類型，由于組織結(jié)構(gòu)不同，季相不同，生態(tài)條件不同，而具有不同的光譜特征、形態(tài)特征和環(huán)境特征，在遙感影像中可以表現(xiàn)出來。在0.8～1.1微米的近紅外光影像上，可以有效地區(qū)分出針葉樹、闊葉樹和草本植物。2）不同植物類型信息的提取12/18/202210不同植物類型的區(qū)分在0.8～1.1微米的近紅外光影像上，可以利用植物的物候期差異來區(qū)分植物，也是植被遙感重要方法之一。最明顯的是冬季時(shí)，落葉樹的葉子已經(jīng)凋謝，葉子的色素組織都發(fā)生變化，在遙感影像上顯示不出植物的影像特征，無論是可見光區(qū)和近紅外光區(qū)，總體的反射率都下降，藍(lán)光和紅光的吸收谷都不明顯。而常綠的樹木仍然保持植物反射光譜曲線特征，兩者很容易辨別。12/18/202211利用植物的物候期差異來區(qū)分植物，也是植被遙感重要方法之一。最根據(jù)植物生態(tài)條件區(qū)別植物類型。不同種類的植物，有不同的適宜生態(tài)條件，如溫度條件、水分條件、土壤條件、地貌條件等等。這些條件在一個(gè)地區(qū)綜合地影響著植被的分布，但其中的主導(dǎo)因素起著重要的作用。受溫度的限制，不同地理地帶生長著不同的植物，在同一地理地帶受海拔高度的影響，形成不同的溫度-濕度組合和植被類型。

12/18/202212根據(jù)植物生態(tài)條件區(qū)別植物類型。不同種類的植物，有不同的適宜生在高分辨率遙感影像上，可比較直接地確定喬木、灌木、草地等類型，還可以分出次一級的類型。草本植物在高分辨遙感影像上表現(xiàn)為大片均勻的色調(diào)，由于草本植物比較低矮因而看不出陰影。灌木：遙感影像呈不均勻的細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)，一般灌木植株高度不大，陰影不明顯。喬木：形體比較高大，有明顯的陰影，根據(jù)其落影可看到其側(cè)面的輪廓。從喬木的樹冠也可明顯地識別出其陽面和陰面（本影）以及樹冠的形狀，并結(jié)合其紋理結(jié)構(gòu)的粗細(xì)，明確區(qū)分出針葉樹和闊葉樹，甚至具體的樹種。12/18/202213在高分辨率遙感影像上，可比較直接地確定喬木、灌木、草地等類型植物生長狀況的解譯健康的綠色植物具有典型的光譜特征。當(dāng)植物生長狀況發(fā)生變化時(shí)，其波譜曲線的形態(tài)也會隨之改變。如植物因受到病蟲害，農(nóng)作物因缺乏營養(yǎng)和水分而生長不良時(shí)，海綿組織受到破壞，葉子的色素比例也發(fā)生變化，使得可見光區(qū)的兩個(gè)吸收谷不明顯，0.55微米處的反射峰按植物葉子被損傷的程度而變低、變平。近紅外光區(qū)的變化更為明顯，峰值被削低，甚至消失，整個(gè)反射光譜曲線的波狀特征被拉平。健康植物輕微受損嚴(yán)重受損12/18/202214植物生長狀況的解譯健康植物輕微受損嚴(yán)重受損12/11/202遙感植被解譯有極為廣泛的用途，資源衛(wèi)星都把植被的探測作為重要的目標(biāo)，無論是傳感器波段的選擇或是重復(fù)周期（時(shí)相分辨率）的選擇都充分考慮植被的生長規(guī)律。植被制圖城市綠化調(diào)查與生態(tài)環(huán)境評價(jià)草場資源調(diào)查林業(yè)資源調(diào)查……3）遙感植被解譯的應(yīng)用12/18/202215遙感植被解譯有極為廣泛的用途，資源衛(wèi)星都把植被的探測作為重要遙感植被解譯的應(yīng)用植被制圖：應(yīng)用遙感影像進(jìn)行植被的分類制圖，尤其是大范圍的植被制圖，是一種非常有效而且節(jié)約大量人力物力的工作，已被廣泛的采用。在我國內(nèi)蒙古草場資源遙感調(diào)查，“三北”防護(hù)林遙感調(diào)查、水土流失遙感調(diào)查、洪湖水生植被調(diào)查、洞庭湖蘆葦資源的調(diào)查等等研究中，都充分利用了遙感影像，其制圖精度超過了傳統(tǒng)方法。此外，在湖北的神農(nóng)架地區(qū)以及湖北、四川部分地區(qū)的大熊貓棲息地的調(diào)查中，利用遙感影像把大熊貓的主要食用植物箭竹與其他植物區(qū)別開來，從而為圈定大熊貓的棲息地起到了重要的作用。12/18/202216遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202216遙感植被解譯的應(yīng)用城市綠化調(diào)查與生態(tài)環(huán)境評價(jià)：改善城市的生態(tài)環(huán)境，提高城市綠化水平是我國城市生態(tài)建設(shè)的重要問題。近20年來，我國應(yīng)用高分辨率遙感影像進(jìn)行城市綠化調(diào)查已取得了顯著的成效。我國的幾個(gè)主要特大城市都進(jìn)行過這方面的工作，上海市曾在航空遙感綜合調(diào)查中，通過遙感影像解譯與野外實(shí)測相結(jié)合找出遙感影像特征與植株高度、胸徑的關(guān)系，提出“三維綠化指數(shù)”或“綠量”指標(biāo)，以代替原先的“綠化覆蓋率”指標(biāo)來評價(jià)城市綠化水平。相同面積的草地、灌木和喬木具有相同的“綠化覆蓋率”，但具有不同的“綠量”，其中，喬木具有最高的“綠量”，而草地的綠量最小，同樣面積的喬木制氧和凈化空氣的效率為草地的4～5倍。這對改善城市生態(tài)建設(shè)和管理的理論和實(shí)踐都有重要指導(dǎo)意義。12/18/202217遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202217遙感植被解譯的應(yīng)用草場資源調(diào)查：牧草的產(chǎn)量與長勢的好壞直接相關(guān)，而產(chǎn)草量是載畜量的決定因素。我國在內(nèi)蒙古草場、天山北坡草場等遙感綜合調(diào)查中，應(yīng)用遙感技術(shù)確定草場類型，進(jìn)行草場質(zhì)量評價(jià)。內(nèi)蒙古草場資源遙感結(jié)合地面樣點(diǎn)光譜測量數(shù)據(jù)，指出比值植被指數(shù)與產(chǎn)草量有良好的關(guān)系，計(jì)算草場總產(chǎn)草量。在具體工作中還可以劃分出不同草場類型，不同產(chǎn)草量等級，分別確定合理的載畜量。12/18/202218遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202218遙感植被解譯的應(yīng)用林業(yè)資源調(diào)查：林業(yè)部門是我國采用遙感技術(shù)進(jìn)行資源調(diào)查最早的部門之一，在我國的各大林區(qū)都應(yīng)用過遙感影像制作森林分布圖、宜林地分布圖等。其中尤其是1987—1990年之間全面開展的“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，對橫貫我國的東北、華北和西北已建的防護(hù)林網(wǎng)的分布、面積、保存率和有效性進(jìn)行評估。在調(diào)查研究中采用陸地衛(wèi)星TM影像，國土衛(wèi)星影像和試點(diǎn)區(qū)的航空遙感影像進(jìn)行解譯，制作了林地分布、立地條件、土地利用、土地類型等多種專題圖。12/18/202219遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/2022197.3水體信息自動提取與應(yīng)用水體的光譜特征水體遙感信息的應(yīng)用12/18/2022207.3水體信息自動提取與應(yīng)用水體的光譜特征12/11/20水體遙感的主要任務(wù)水體遙感監(jiān)測的主要任務(wù)是通過對遙感影像的分析,獲得水體的分布、泥沙、有機(jī)質(zhì)等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對一個(gè)地區(qū)的水資源和水環(huán)境等作出評價(jià)，為水利、交通、航運(yùn)及資源環(huán)境等部門提供決策服務(wù)。12/18/202221水體遙感的主要任務(wù)水體遙感監(jiān)測的主要任務(wù)是通過對1）水體的光譜特征太陽光照射到水面，少部分被水面反射回空中，大部分入射到水體。入射到水體的光，又大部分被水體吸收，部分被水中懸浮物（泥沙、有機(jī)質(zhì)等）反射，少部分透射到水底，被水底吸收和反射。被懸浮物反射和被水底反射的輻射，部分返回水面，折回到空中。因此遙感器所接收到的輻射就包括水面反射光、懸浮物反射光、水底反射光和天空散射光。12/18/2022221）水體的光譜特征太陽光照射到水面，少部分被水面反射回空中，1）水體的光譜特征（續(xù)一）在可見光范圍內(nèi)，水體的反射率總體上比較低（一般為4%～5%），并隨著波長的增大逐漸降低，到0.6微米處約2%～3%，過了0.75微米，水體幾乎成為全吸收體。因此，在近紅外的遙感影像上，清澈的水體呈黑色。為區(qū)分水陸界線，確定地面上有無水體覆蓋，應(yīng)選擇近紅外波段的影像。水體在微波1mm～30cm范圍內(nèi)的發(fā)射率較低，約為0.4%。平坦的水面，后向散射很弱，因此側(cè)視雷達(dá)影像上，水體呈黑色。故用雷達(dá)影像來確定洪水淹沒的范圍也是有效的手段。12/18/2022231）水體的光譜特征（續(xù)一）在可見光范圍內(nèi)，水體的反射率總體上黃河水（泥沙含量960mg/L)長江水（92.5mg/L)湖水（47.9mg/L)12/18/202224黃河水（泥沙含量960mg/L)長江水（92.5mg/L)湖1）水體的光譜特征（續(xù)二）含有泥沙的渾濁水體與清水比較，光譜反射特征差異：渾濁水體的反射波譜曲線整體高于清水，隨著懸浮泥沙濃度的增加，差別加大；波譜反射峰值向長波方向移動（“紅移”）。清水在0.75微米處反射率接近于零，而含有泥沙的渾濁水至0.93微米處反射率才接近于零；隨著懸浮泥沙濃度的加大，可見光對水體的透射能力減弱，反射能力加強(qiáng)。有時(shí)，近岸的淺水區(qū)，水體渾濁度與水深呈一定的對應(yīng)關(guān)系，淺水區(qū)的波浪和水流對水底泥沙的擾動作用比較強(qiáng)烈，使水體渾濁，故遙感影像上色調(diào)較淺。而深水處擾動作用較弱，水體較清，遙感影像上色調(diào)較深。這種情況下，遙感影像的色調(diào)間接地反映了水體的相對深度。

12/18/2022251）水體的光譜特征（續(xù)二）含有泥沙的渾濁水體與清水比較，光譜1）水體的光譜特征（續(xù)三）波長較短的可見光，如藍(lán)光和綠光對水體穿透能力較強(qiáng)，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。在洪澤湖的試驗(yàn)表明，0.5～0.6微米的影像可反映2.5m水深的泥沙；0.6～0.7微米的影像可反映1.5m水深的泥沙；0.7～0.8微米影像反映0.5m泥沙；0.8～1.l微米僅能反映水面0.02mm厚水層的泥沙分布狀況。因此，以不同波段探測泥沙可構(gòu)成水中泥沙分布的立體模式。12/18/2022261）水體的光譜特征（續(xù)三）12/11/202226水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征存在以下關(guān)系：水體葉綠素濃度增加，藍(lán)光波段的反射率下降，綠光波段的反射率增高；水面葉綠素和浮游生物濃度高時(shí)，近紅外波段仍存在一定的反射率，該波段影像中水體不呈黑色，而是呈灰色，甚至是淺灰色。水溫可在熱紅外波段有明顯特征12/18/202227水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征存在以下關(guān)系：12/11/2）水體遙感信息的應(yīng)用

遙感在水問題研究中的優(yōu)勢：持久地提供面狀信息，這以稀疏零散點(diǎn)的水文觀測來說是一次革命和飛躍，且信息具有多時(shí)空分辨率，有助于解決尺度問題；遙感信息和水文實(shí)測信息具有良好的互補(bǔ)性（點(diǎn)與面、單一與綜合等），應(yīng)用前景良好；遙感信息由于自身限制，目前應(yīng)用尚受到一定局限，未來也不可能完全替代傳統(tǒng)水文信息的獲取手段。12/18/2022282）水體遙感信息的應(yīng)用

遙感在水問題研究中的優(yōu)勢：持久地提供

水體遙感（或水環(huán)境遙感）的內(nèi)容（1）水資源調(diào)查與預(yù)測－水文要素提取、水質(zhì)、水系變化提??；（2）水污染監(jiān)測；（3）水環(huán)境監(jiān)測－葉綠素、水色、泥沙、污染物；（4）洪澇旱災(zāi)害監(jiān)測－淹沒面積以及損失評估、洪水演進(jìn)；（5）水土流失調(diào)查－強(qiáng)度分級、及其動態(tài)變化；（6）河口河道湖泊水庫淤積調(diào)查；（7）大型工程和環(huán)境效益評估。12/18/202229

水體遙感（或水環(huán)境遙感）的內(nèi)容（1）水資源調(diào)查與預(yù)測－水文

確定各水質(zhì)變化水質(zhì)指標(biāo)水生物變量應(yīng)用顏色植物基、藻、可溶性化學(xué)物質(zhì)食物供給、食物鏈研究混濁度入口處水的運(yùn)動水體動力學(xué)、測深泥沙懸移質(zhì)泥沙濃度湖泊泥沙研究、侵蝕源營養(yǎng)狀態(tài)顏色、混濁度、溫度氮形態(tài)、生產(chǎn)率熱污染溫度熱污染源、熱分布圖、工程結(jié)構(gòu)評價(jià)12/18/202230

確定各水質(zhì)變化水質(zhì)指標(biāo)水生物變量應(yīng)用顏色植物基、藻、可溶性

水污染監(jiān)測水污染的類型和遙感表征12/18/202231

水污染監(jiān)測水污染的類型和遙感表征12/11/202231水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)

12/18/202232水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)12/11/202232

水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)（2）12/18/202233

水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)（2）12/11/202233

水環(huán)境監(jiān)測利用航空熱紅外掃描圖像確定熱電廠排水口處水體的熱污染；利用SAR圖像確定海面油污染的范圍及用紅外掃描儀確定油膜的厚度；利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等都是遙感技術(shù)應(yīng)用的例子。采用高光譜對水體所含化學(xué)要素的定量研究正在官廳水庫和太湖進(jìn)行，為進(jìn)行大面積的水環(huán)境監(jiān)測提供先進(jìn)而價(jià)廉的方法，從而取代傳統(tǒng)的水樣化驗(yàn)方法。12/18/202234

水環(huán)境監(jiān)測利用航空熱紅外掃描圖像確定熱電廠排水口處水體的熱

洪澇災(zāi)害監(jiān)測TM和MSS探測器必須在晴朗無云的條件下才能正常工作，但在洪水泛濫的時(shí)候這些天氣條件很少見，衛(wèi)星探測的云層下的洪水?dāng)?shù)據(jù)是不可信的。機(jī)載和星載孔徑雷達(dá)（SAR）憑借其能穿透云層和全天候探測的能力顯示出探測洪水范圍的潛力。1998年長江和松花江洪水的遙感監(jiān)測。12/18/202235

洪澇災(zāi)害監(jiān)測TM和MSS探測器必須在晴朗無云的條件下才能正12/18/20223612/11/202236水土流失調(diào)查土壤侵蝕量的大小受自然因素和人類活動的綜合影響。除了與降雨、徑流過程有關(guān)外，還與土壤、巖性、地質(zhì)、地貌、植被、地形、土地利用、水系分布等因素有密切關(guān)系，而遙感技術(shù)在獲取這些宏觀信息方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。根據(jù)動力作用類型，土壤侵蝕可分為水蝕、風(fēng)蝕和融冰侵蝕三大類型；根據(jù)侵蝕強(qiáng)度，土壤侵蝕可分為劇烈、極強(qiáng)、強(qiáng)、中、輕及微6個(gè)等級；而根據(jù)侵蝕的危險(xiǎn)程度，可分為毀壞、極險(xiǎn)、危險(xiǎn)、較險(xiǎn)和無險(xiǎn)5等。12/18/202237水土流失調(diào)查土壤侵蝕量的大小受自然因素和人類活動的綜合影響。

水土流失調(diào)查（續(xù)）全國第一次土壤侵蝕遙感普查；全國第二次土壤侵蝕遙感普查；通過這次普查，除了可以了解目前全國土壤侵蝕的現(xiàn)狀外，還應(yīng)該了解近10年來各種水土保持措施所取得的效果，比較治溝、治坡等工程措施以及生物措施的效果。由遙感技術(shù)獲取的下墊面信息，是研制流域產(chǎn)沙匯沙模型的基礎(chǔ)資料。12/18/202238

水土流失調(diào)查（續(xù)）全國第一次土壤侵蝕遙感普查；12/11/河口河道湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查采用跨年代多時(shí)相遙感影像，分析沖淤的空間和時(shí)間變化。遙感資料與水文及其他測量資料的互補(bǔ)是必要的。利用多時(shí)相(包括建庫后水位較低時(shí))遙感影像及建庫前的DEM，可以確定水庫庫容和庫容曲線。與用GPS定位結(jié)合回聲測深儀測量的方法相比，該方法快捷和成本低，但精度相對較差，其關(guān)鍵在于是否有水位足夠低時(shí)的遙感影像。鑒于我國目前多數(shù)大、中型水庫建庫后沒有進(jìn)行過庫容測量而淤積情況又比較嚴(yán)重，這種方法雖然精度稍差，仍不失為一種簡捷有效的方法。12/18/202239河口河道湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查采用跨年代多時(shí)相遙感影像，分析對于湖泊而言，用以前的水下地形測量成果作DEM，也可以采用類似的技術(shù)途徑測定湖泊蓄水容量的變化和蓄水量與水位的關(guān)系曲線。載有雷達(dá)測高儀的衛(wèi)星的出現(xiàn)（如地球衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星，ERS—1和最近美國/法國的TOPEX/Poseidon型衛(wèi)星）使對湖泊和大型河流的水位測量成為現(xiàn)實(shí)，且精度可推至厘米級。TOPEX/Poseidon型衛(wèi)星的任務(wù)是獲得地球各大洋外貌的全球視圖。提供充分準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來改進(jìn)預(yù)測大洋循環(huán)運(yùn)動的模型。12/18/202240對于湖泊而言，用以前的水下地形測量成果作DEM，也可以采用類大型工程選址和環(huán)境效益評估大型工程的建設(shè)對擬建地的自然條件特別是工程地質(zhì)條件有許多嚴(yán)格的要求，還需要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度對不同方案進(jìn)行評價(jià)，遙感技術(shù)可以提供各種所需的信息，提高工作的效率和質(zhì)量。在三峽、小浪底、萬家寨、二灘、東風(fēng)及龍灘等水電站，以及引沁入汾和珠澳供水等工程中都廣泛利用了遙感資料，這些資料在區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)和選擇規(guī)劃方案等方面起了重大作用。12/18/202241大型工程選址和環(huán)境效益評估大型工程的建設(shè)對擬建地的自然條件特

例：深圳灣填海和河道整治12/18/202242

例：深圳灣填海和河道整治12/11/202242水庫建設(shè)環(huán)境效益評估中的重要內(nèi)容之一是水庫的淹沒調(diào)查，它涉及到移民、安置和賠償?shù)纫幌盗袕?fù)雜而敏感的問題。遙感技術(shù)可以調(diào)查淹沒損失，在三峽、二灘及黑龍江上中游梯級開發(fā)規(guī)劃中和十幾個(gè)水庫都采用了這一技術(shù)方法。遙感技術(shù)還可以調(diào)查移民安置區(qū)的環(huán)境容量，確定安置區(qū)在水、土（坡度較小的可開墾耕地的面積）和其他資源方面承受移民的能力。12/18/202243水庫建設(shè)環(huán)境效益評估中的重要內(nèi)容之一是水庫的淹沒調(diào)查，它涉及7.4居民地特征提取研究意義AVHRR影像上的居民地識別提取TM圖像上的居民地識別提取SAR圖像上的居民地識別提取12/18/2022447.4居民地特征提取研究意義12/11/2022441）研究意義為災(zāi)害評估提供所需居民地空間分布信息為了解人地關(guān)系服務(wù)為社會、經(jīng)濟(jì)和人文等數(shù)據(jù)的空間化服務(wù)為居住用地監(jiān)測以及人居環(huán)境建設(shè)服務(wù)12/18/2022451）研究意義為災(zāi)害評估提供所需居民地空間分布信息12/11/2）AVHRR影像上的居民地識別提取AVHRR影像上居民地的影像特征分析在3（紅）、2（綠）、1（藍(lán)）假彩色合成圖像上可以看出，特大城市、大城市、中等城市，無論是位于山區(qū)還是平原，都能在影像上識別出來。這些城市在影像上呈暗灰藍(lán)色，當(dāng)其周圍為農(nóng)田時(shí)，其周邊呈灰藍(lán)色，當(dāng)為森林時(shí)，呈淺黃色，當(dāng)為水體時(shí)，呈紅色。12/18/2022462）AVHRR影像上的居民地識別提取AVHRR影像上居民地的12/18/20224712/11/2022473）TM圖像上的居民地識別提取居民地在TM影像上的機(jī)理分析農(nóng)村居民地其房屋寬度大部分不超過28.5m，長度有可能超過28.5m，影像記錄的通常是房屋及其周圍的空地、散生樹木組成的混合像元。城市居民地在鎮(zhèn)的核心區(qū)一般多為2～3層的樓房、平房等，房頂多為水泥平頂、瓦蓋尖頂。一般房屋間有比較窄的空地，空地一般多為泥土面，部分為水泥面。居民地內(nèi)也有一些散生的樹木等綠地。12/18/2022483）TM圖像上的居民地識別提取居民地在TM影像上的機(jī)理分析13）TM圖像上的居民地識別提取

圖中粉紅色的斑塊即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)級居民地，其內(nèi)部有一定的紋理特征，基本可以識別到與其相連的道路。12/18/2022493）TM圖像上的居民地識別提取圖中粉紅色的斑塊即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)4）SAR圖像上的居民地識別提取居民地與背景地物亮度值分析

對RadarsatSAR圖像上的各種典型地類進(jìn)行采樣，并對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到典型地物的亮度均值、中值、方差、最小值和最大值，地類均值中值方差最小值最大值樣點(diǎn)數(shù)城鎮(zhèn)13412157282552413集村979033252551110林地554921181522012農(nóng)地4848112284774水體151536273085山坡1171122759218363總體565423025512/18/2022504）SAR圖像上的居民地識別提取居民地與背景地物亮度值分析地7.4土壤遙感及應(yīng)用土壤遙感的任務(wù)是通過遙感影像的解譯：識別和劃分出土壤類型；制作土壤圖；分析土壤的分布規(guī)律，為改良土壤、合理利用土壤服務(wù)。12/18/2022517.4土壤遙感及應(yīng)用土壤遙感的任務(wù)是通過遙感影像的解譯在地面植被稀少時(shí)，土壤的反射曲線與其機(jī)械組成和顏色密切相關(guān)。顏色淺的土壤具有較高的反射率，顏色較深的土壤反射率較低。黑土反射率遠(yuǎn)低于淺色的黃壤。1）土壤的光譜特征12/18/202252在地面植被稀少時(shí)，土壤的反射曲線與其機(jī)械組成和顏色密切相關(guān)。在干燥條件下同樣物質(zhì)組成的細(xì)顆粒的土壤，表面比較平滑，具有較高的反射率，而較粗的顆粒具有相對較低的反射率。有機(jī)質(zhì)含量高，也使反射率降低。12/18/202253在干燥條件下同樣物質(zhì)組成的細(xì)顆粒的土壤，表面比較平滑，具有較土壤水的含量增加，使反射率曲線平移下降，并有兩個(gè)明顯的水分吸收谷，但當(dāng)土壤水超過最大毛管持水量時(shí)，土壤的反射光譜不再降低，而當(dāng)土壤水處于飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)，使土壤表面形成一層薄薄的水膜，在地表平坦時(shí)，接近于鏡面反射，其反射率反而增高。含水量0-4%含水量5-12%含水量22-32%12/18/202254土壤水的含量增加，使反射率曲線平移下降，并有兩個(gè)明顯的水分吸當(dāng)土壤表面有植被覆蓋時(shí)，如覆蓋度小于15%，其光譜反射特征仍與裸土相近。植被覆蓋度在15%～70%時(shí)，表現(xiàn)為土壤和植被的混合光譜，光譜反射值是兩者的加權(quán)平均。植被覆蓋度大于70%時(shí)，基本上表現(xiàn)為植被的光譜特征。此外，土壤的光譜特征還受到地貌、耕作特點(diǎn)等影響。12/18/202255當(dāng)土壤表面有植被覆蓋時(shí)，如覆蓋度小于15%，其光譜反射特征仍12/18/20225612/11/202256土地覆蓋變化監(jiān)測12/18/202257土地覆蓋變化監(jiān)測12/11/202257土地覆蓋變化監(jiān)測12/18/202258土地覆蓋變化監(jiān)測12/11/202258土地覆蓋變化監(jiān)測12/18/202259土地覆蓋變化監(jiān)測12/11/20225912/18/20226012/11/20226012/18/20226112/11/20226112/18/20226212/11/20226212/18/20226312/11/20226312/18/20226412/11/20226412/18/20226512/11/20226512/18/20226612/11/2022667.5高光譜遙感與應(yīng)用1）高光譜遙感高光譜遙感是高光譜分辨率遙感（Hyper-spectralRS）的簡稱。是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。其成像光譜儀可以收集到上百個(gè)非常窄的光譜波段信息。12/18/2022677.5高光譜遙感與應(yīng)用1）高光譜遙感12/11/20226高光譜遙感與一般遙感的區(qū)別高光譜遙感的成像光譜儀可以分離成幾十甚至數(shù)百個(gè)很窄的波段來接收信息；每個(gè)波段寬度僅小于10nm；所有波段排列在一起能形成一條連續(xù)的完整的光譜曲線；光譜的覆蓋范圍從可見光到熱紅外的全部電磁輻射波譜范圍。一般的常規(guī)遙感不具備這些特點(diǎn)，常規(guī)遙感的傳感器多數(shù)只有幾個(gè)，十幾個(gè)波段；每個(gè)波段寬度大于100nm；更重要的是這些波段在電磁波譜上不連續(xù)。12/18/202268高光譜遙感與一般遙感的區(qū)別高光譜遙感的成像光譜儀可以分離成幾例如：TM數(shù)據(jù)第三波段為0.63～0.69微米，而第四波段是0.76～0.90微米，中間0.69～0.76微米之間完全沒有數(shù)據(jù)。所有波段加起來也不可能覆蓋可見光到熱紅外的整個(gè)波譜范圍。就第四波段而言，其寬度是140nm。如果換成10nm寬的高光譜數(shù)據(jù)，TM的一個(gè)波段在高光譜里對應(yīng)14個(gè)波段，高光譜的信息量大大增加。12/18/202269例如：TM數(shù)據(jù)第三波段為0.63～0.69微米，而第四波段是2）高光譜遙感的應(yīng)用植被具有獨(dú)特的光譜特征。健康的綠色植物光譜曲線由于葉綠素的吸收作用，在0.45（藍(lán)）和0.67（紅）波段為低谷。由于葉子內(nèi)部的液態(tài)水分的強(qiáng)烈的吸收作用，在1.4，1.9和2.7微米處有三個(gè)明顯的低谷。在近紅外區(qū)（0.7～1.3）有很寬的高反射率區(qū)。此外在1.6和2.2微米處也有兩個(gè)反射峰。但是，由于植物品種，葉子生長的部位，生長季節(jié)等區(qū)別，植被光譜曲線的峰和谷的形態(tài)，位置都會產(chǎn)生很大的差異。高光譜成像光譜儀對波段的精細(xì)劃分，能夠記錄這些光譜特征的差異，而一般的遙感寬波段數(shù)據(jù)是不可能做到的。高光譜遙感在植被研究中的應(yīng)用12/18/2022702）高光譜遙感的應(yīng)用植被具有獨(dú)特的光譜特征。健康的綠色植高光譜遙感在植被研究中的應(yīng)用在植被遙感研究中，較多的研究有植被類型的識別，植被制圖，土地覆蓋/利用變化的探測，生物物理和生物化學(xué)參數(shù)的提取與估計(jì)等。在這方面已可以將研究精度提高到對植物葉子內(nèi)的氮、磷、鉀、糖類、淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、纖維素及葉綠素等的估測，評價(jià)植物長勢和估計(jì)陸地生物量。在植物生態(tài)學(xué)研究中可以研究葉面積指數(shù)的估計(jì)，植物群落和種類的識別，冠層各種狀態(tài)的評價(jià)，并進(jìn)而研究生物量和植物長勢。這些研究與一般遙感數(shù)據(jù)研究相比，無論從深度上和精度上都有了飛躍。12/18/202271高光譜遙感在植被研究中的應(yīng)用在植被遙感研究中，較多的研究高光譜遙感在環(huán)境與災(zāi)害的應(yīng)用高光譜圖像可以用來探測危險(xiǎn)環(huán)境因素。例如：編制酸性礦物分布圖，特殊蝕變礦物分布圖，評價(jià)野火危險(xiǎn)的等級等。利用多種航空航天遙感資料，普通遙感與高光譜遙感數(shù)據(jù)結(jié)合探測火災(zāi)的發(fā)生地點(diǎn)以及其他與燃燒現(xiàn)象有關(guān)的地表生物量，燃燒的后果，地表組成及更新情況。在城市環(huán)境高光譜和高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的結(jié)合，有可能細(xì)分出城市地物和人工目標(biāo)。例如：結(jié)合特征提取技術(shù)，采用“分級掩?！保鸺壏诸愒僮鲝?fù)合處理成圖，在城市地物區(qū)分過程中很有成效。但是，總的來說城市環(huán)境遙感方面的工作還有待深入研究。在大氣遙感、土壤調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查等方面的應(yīng)用12/18/202272高光譜遙感在環(huán)境與災(zāi)害的應(yīng)用12/11/202272TheEnd12/18/202273TheEnd12/11/202273第七章遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用12/18/202274第七章遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用12/11/20221本章內(nèi)容7.1遙感影像地學(xué)分析方法7.2植被信息提取與應(yīng)用7.3水體信息提取與應(yīng)用7.4居民地特征提取7.5土壤信息提取與應(yīng)用7.6高光譜遙感及應(yīng)用12/18/202275本章內(nèi)容7.1遙感影像地學(xué)分析方法12/11/20222遙感基礎(chǔ)第六次課遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用課件遙感基礎(chǔ)第六次課遙感影像地學(xué)分析與應(yīng)用課件7.1遙感影像地學(xué)分析方法（續(xù)）地學(xué)（地理、地質(zhì)、氣象等）背景知識遙感影像的尺度特征混合像元光譜分辯率時(shí)間分辯率（影像獲取時(shí)間）12/18/2022787.1遙感影像地學(xué)分析方法（續(xù)）地學(xué)（地理、地質(zhì)、氣象等）7.2植被信息提取與應(yīng)用植被光譜特征與影響因素不同植物類型信息的提取植物遙感應(yīng)用12/18/2022797.2植被信息提取與應(yīng)用植被光譜特征與影響因素12/11/1）植被光譜特征與影響因素植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)用領(lǐng)域。植被是環(huán)境的重要組成因子，也是反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境的最好標(biāo)志之一，同時(shí)也是土壤、水文等要素的解譯標(biāo)志。個(gè)別植物還是找礦的指示植物。植被解譯的目的是在遙感影像上有效地確定植被的分布、類型、長勢等信息，以及對植被的生物量作出估算，因而可以為環(huán)境監(jiān)測、生物多樣性保護(hù)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等有關(guān)部門提供信息服務(wù)。12/18/2022801）植被光譜特征與影響因素植被調(diào)查是遙感的重要應(yīng)（1）植物的光譜特征健康綠色植物的反射光譜特征葉綠素的吸收波段水的吸收綠葉的反射率12/18/202281（1）植物的光譜特征健康綠色植物的反射光譜特征葉綠素的吸收波葉子的顏色：植物葉子中含有多種色素，在可見光范圍內(nèi)，其反射峰值落在相應(yīng)的波長范圍內(nèi)。葉子的組織構(gòu)造葉子的含水量植物覆蓋程度（2）影響植物光譜的因素12/18/202282葉子的顏色：植物葉子中含有多種色素，在可見光范圍內(nèi)，其反射峰不同植物類型的區(qū)分不同植被類型，由于組織結(jié)構(gòu)不同，季相不同，生態(tài)條件不同，而具有不同的光譜特征、形態(tài)特征和環(huán)境特征，在遙感影像中可以表現(xiàn)出來。在0.8～1.1微米的近紅外光影像上，可以有效地區(qū)分出針葉樹、闊葉樹和草本植物。2）不同植物類型信息的提取12/18/202283不同植物類型的區(qū)分在0.8～1.1微米的近紅外光影像上，可以利用植物的物候期差異來區(qū)分植物，也是植被遙感重要方法之一。最明顯的是冬季時(shí)，落葉樹的葉子已經(jīng)凋謝，葉子的色素組織都發(fā)生變化，在遙感影像上顯示不出植物的影像特征，無論是可見光區(qū)和近紅外光區(qū)，總體的反射率都下降，藍(lán)光和紅光的吸收谷都不明顯。而常綠的樹木仍然保持植物反射光譜曲線特征，兩者很容易辨別。12/18/202284利用植物的物候期差異來區(qū)分植物，也是植被遙感重要方法之一。最根據(jù)植物生態(tài)條件區(qū)別植物類型。不同種類的植物，有不同的適宜生態(tài)條件，如溫度條件、水分條件、土壤條件、地貌條件等等。這些條件在一個(gè)地區(qū)綜合地影響著植被的分布，但其中的主導(dǎo)因素起著重要的作用。受溫度的限制，不同地理地帶生長著不同的植物，在同一地理地帶受海拔高度的影響，形成不同的溫度-濕度組合和植被類型。

12/18/202285根據(jù)植物生態(tài)條件區(qū)別植物類型。不同種類的植物，有不同的適宜生在高分辨率遙感影像上，可比較直接地確定喬木、灌木、草地等類型，還可以分出次一級的類型。草本植物在高分辨遙感影像上表現(xiàn)為大片均勻的色調(diào)，由于草本植物比較低矮因而看不出陰影。灌木：遙感影像呈不均勻的細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)，一般灌木植株高度不大，陰影不明顯。喬木：形體比較高大，有明顯的陰影，根據(jù)其落影可看到其側(cè)面的輪廓。從喬木的樹冠也可明顯地識別出其陽面和陰面（本影）以及樹冠的形狀，并結(jié)合其紋理結(jié)構(gòu)的粗細(xì)，明確區(qū)分出針葉樹和闊葉樹，甚至具體的樹種。12/18/202286在高分辨率遙感影像上，可比較直接地確定喬木、灌木、草地等類型植物生長狀況的解譯健康的綠色植物具有典型的光譜特征。當(dāng)植物生長狀況發(fā)生變化時(shí)，其波譜曲線的形態(tài)也會隨之改變。如植物因受到病蟲害，農(nóng)作物因缺乏營養(yǎng)和水分而生長不良時(shí)，海綿組織受到破壞，葉子的色素比例也發(fā)生變化，使得可見光區(qū)的兩個(gè)吸收谷不明顯，0.55微米處的反射峰按植物葉子被損傷的程度而變低、變平。近紅外光區(qū)的變化更為明顯，峰值被削低，甚至消失，整個(gè)反射光譜曲線的波狀特征被拉平。健康植物輕微受損嚴(yán)重受損12/18/202287植物生長狀況的解譯健康植物輕微受損嚴(yán)重受損12/11/202遙感植被解譯有極為廣泛的用途，資源衛(wèi)星都把植被的探測作為重要的目標(biāo)，無論是傳感器波段的選擇或是重復(fù)周期（時(shí)相分辨率）的選擇都充分考慮植被的生長規(guī)律。植被制圖城市綠化調(diào)查與生態(tài)環(huán)境評價(jià)草場資源調(diào)查林業(yè)資源調(diào)查……3）遙感植被解譯的應(yīng)用12/18/202288遙感植被解譯有極為廣泛的用途，資源衛(wèi)星都把植被的探測作為重要遙感植被解譯的應(yīng)用植被制圖：應(yīng)用遙感影像進(jìn)行植被的分類制圖，尤其是大范圍的植被制圖，是一種非常有效而且節(jié)約大量人力物力的工作，已被廣泛的采用。在我國內(nèi)蒙古草場資源遙感調(diào)查，“三北”防護(hù)林遙感調(diào)查、水土流失遙感調(diào)查、洪湖水生植被調(diào)查、洞庭湖蘆葦資源的調(diào)查等等研究中，都充分利用了遙感影像，其制圖精度超過了傳統(tǒng)方法。此外，在湖北的神農(nóng)架地區(qū)以及湖北、四川部分地區(qū)的大熊貓棲息地的調(diào)查中，利用遙感影像把大熊貓的主要食用植物箭竹與其他植物區(qū)別開來，從而為圈定大熊貓的棲息地起到了重要的作用。12/18/202289遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202216遙感植被解譯的應(yīng)用城市綠化調(diào)查與生態(tài)環(huán)境評價(jià)：改善城市的生態(tài)環(huán)境，提高城市綠化水平是我國城市生態(tài)建設(shè)的重要問題。近20年來，我國應(yīng)用高分辨率遙感影像進(jìn)行城市綠化調(diào)查已取得了顯著的成效。我國的幾個(gè)主要特大城市都進(jìn)行過這方面的工作，上海市曾在航空遙感綜合調(diào)查中，通過遙感影像解譯與野外實(shí)測相結(jié)合找出遙感影像特征與植株高度、胸徑的關(guān)系，提出“三維綠化指數(shù)”或“綠量”指標(biāo)，以代替原先的“綠化覆蓋率”指標(biāo)來評價(jià)城市綠化水平。相同面積的草地、灌木和喬木具有相同的“綠化覆蓋率”，但具有不同的“綠量”，其中，喬木具有最高的“綠量”，而草地的綠量最小，同樣面積的喬木制氧和凈化空氣的效率為草地的4～5倍。這對改善城市生態(tài)建設(shè)和管理的理論和實(shí)踐都有重要指導(dǎo)意義。12/18/202290遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202217遙感植被解譯的應(yīng)用草場資源調(diào)查：牧草的產(chǎn)量與長勢的好壞直接相關(guān)，而產(chǎn)草量是載畜量的決定因素。我國在內(nèi)蒙古草場、天山北坡草場等遙感綜合調(diào)查中，應(yīng)用遙感技術(shù)確定草場類型，進(jìn)行草場質(zhì)量評價(jià)。內(nèi)蒙古草場資源遙感結(jié)合地面樣點(diǎn)光譜測量數(shù)據(jù)，指出比值植被指數(shù)與產(chǎn)草量有良好的關(guān)系，計(jì)算草場總產(chǎn)草量。在具體工作中還可以劃分出不同草場類型，不同產(chǎn)草量等級，分別確定合理的載畜量。12/18/202291遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/202218遙感植被解譯的應(yīng)用林業(yè)資源調(diào)查：林業(yè)部門是我國采用遙感技術(shù)進(jìn)行資源調(diào)查最早的部門之一，在我國的各大林區(qū)都應(yīng)用過遙感影像制作森林分布圖、宜林地分布圖等。其中尤其是1987—1990年之間全面開展的“三北”防護(hù)林遙感綜合調(diào)查的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，對橫貫我國的東北、華北和西北已建的防護(hù)林網(wǎng)的分布、面積、保存率和有效性進(jìn)行評估。在調(diào)查研究中采用陸地衛(wèi)星TM影像，國土衛(wèi)星影像和試點(diǎn)區(qū)的航空遙感影像進(jìn)行解譯，制作了林地分布、立地條件、土地利用、土地類型等多種專題圖。12/18/202292遙感植被解譯的應(yīng)用12/11/2022197.3水體信息自動提取與應(yīng)用水體的光譜特征水體遙感信息的應(yīng)用12/18/2022937.3水體信息自動提取與應(yīng)用水體的光譜特征12/11/20水體遙感的主要任務(wù)水體遙感監(jiān)測的主要任務(wù)是通過對遙感影像的分析,獲得水體的分布、泥沙、有機(jī)質(zhì)等狀況和水深、水溫等要素的信息，從而對一個(gè)地區(qū)的水資源和水環(huán)境等作出評價(jià)，為水利、交通、航運(yùn)及資源環(huán)境等部門提供決策服務(wù)。12/18/202294水體遙感的主要任務(wù)水體遙感監(jiān)測的主要任務(wù)是通過對1）水體的光譜特征太陽光照射到水面，少部分被水面反射回空中，大部分入射到水體。入射到水體的光，又大部分被水體吸收，部分被水中懸浮物（泥沙、有機(jī)質(zhì)等）反射，少部分透射到水底，被水底吸收和反射。被懸浮物反射和被水底反射的輻射，部分返回水面，折回到空中。因此遙感器所接收到的輻射就包括水面反射光、懸浮物反射光、水底反射光和天空散射光。12/18/2022951）水體的光譜特征太陽光照射到水面，少部分被水面反射回空中，1）水體的光譜特征（續(xù)一）在可見光范圍內(nèi)，水體的反射率總體上比較低（一般為4%～5%），并隨著波長的增大逐漸降低，到0.6微米處約2%～3%，過了0.75微米，水體幾乎成為全吸收體。因此，在近紅外的遙感影像上，清澈的水體呈黑色。為區(qū)分水陸界線，確定地面上有無水體覆蓋，應(yīng)選擇近紅外波段的影像。水體在微波1mm～30cm范圍內(nèi)的發(fā)射率較低，約為0.4%。平坦的水面，后向散射很弱，因此側(cè)視雷達(dá)影像上，水體呈黑色。故用雷達(dá)影像來確定洪水淹沒的范圍也是有效的手段。12/18/2022961）水體的光譜特征（續(xù)一）在可見光范圍內(nèi)，水體的反射率總體上黃河水（泥沙含量960mg/L)長江水（92.5mg/L)湖水（47.9mg/L)12/18/202297黃河水（泥沙含量960mg/L)長江水（92.5mg/L)湖1）水體的光譜特征（續(xù)二）含有泥沙的渾濁水體與清水比較，光譜反射特征差異：渾濁水體的反射波譜曲線整體高于清水，隨著懸浮泥沙濃度的增加，差別加大；波譜反射峰值向長波方向移動（“紅移”）。清水在0.75微米處反射率接近于零，而含有泥沙的渾濁水至0.93微米處反射率才接近于零；隨著懸浮泥沙濃度的加大，可見光對水體的透射能力減弱，反射能力加強(qiáng)。有時(shí)，近岸的淺水區(qū)，水體渾濁度與水深呈一定的對應(yīng)關(guān)系，淺水區(qū)的波浪和水流對水底泥沙的擾動作用比較強(qiáng)烈，使水體渾濁，故遙感影像上色調(diào)較淺。而深水處擾動作用較弱，水體較清，遙感影像上色調(diào)較深。這種情況下，遙感影像的色調(diào)間接地反映了水體的相對深度。

12/18/2022981）水體的光譜特征（續(xù)二）含有泥沙的渾濁水體與清水比較，光譜1）水體的光譜特征（續(xù)三）波長較短的可見光，如藍(lán)光和綠光對水體穿透能力較強(qiáng)，可反映出水面下一定深度的泥沙分布狀況。在洪澤湖的試驗(yàn)表明，0.5～0.6微米的影像可反映2.5m水深的泥沙；0.6～0.7微米的影像可反映1.5m水深的泥沙；0.7～0.8微米影像反映0.5m泥沙；0.8～1.l微米僅能反映水面0.02mm厚水層的泥沙分布狀況。因此，以不同波段探測泥沙可構(gòu)成水中泥沙分布的立體模式。12/18/2022991）水體的光譜特征（續(xù)三）12/11/202226水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征存在以下關(guān)系：水體葉綠素濃度增加，藍(lán)光波段的反射率下降，綠光波段的反射率增高；水面葉綠素和浮游生物濃度高時(shí)，近紅外波段仍存在一定的反射率，該波段影像中水體不呈黑色，而是呈灰色，甚至是淺灰色。水溫可在熱紅外波段有明顯特征12/18/2022100水中葉綠素的濃度與水體反射光譜特征存在以下關(guān)系：12/11/2）水體遙感信息的應(yīng)用

遙感在水問題研究中的優(yōu)勢：持久地提供面狀信息，這以稀疏零散點(diǎn)的水文觀測來說是一次革命和飛躍，且信息具有多時(shí)空分辨率，有助于解決尺度問題；遙感信息和水文實(shí)測信息具有良好的互補(bǔ)性（點(diǎn)與面、單一與綜合等），應(yīng)用前景良好；遙感信息由于自身限制，目前應(yīng)用尚受到一定局限，未來也不可能完全替代傳統(tǒng)水文信息的獲取手段。12/18/20221012）水體遙感信息的應(yīng)用

遙感在水問題研究中的優(yōu)勢：持久地提供

水體遙感（或水環(huán)境遙感）的內(nèi)容（1）水資源調(diào)查與預(yù)測－水文要素提取、水質(zhì)、水系變化提?。唬?）水污染監(jiān)測；（3）水環(huán)境監(jiān)測－葉綠素、水色、泥沙、污染物；（4）洪澇旱災(zāi)害監(jiān)測－淹沒面積以及損失評估、洪水演進(jìn)；（5）水土流失調(diào)查－強(qiáng)度分級、及其動態(tài)變化；（6）河口河道湖泊水庫淤積調(diào)查；（7）大型工程和環(huán)境效益評估。12/18/2022102

水體遙感（或水環(huán)境遙感）的內(nèi)容（1）水資源調(diào)查與預(yù)測－水文

確定各水質(zhì)變化水質(zhì)指標(biāo)水生物變量應(yīng)用顏色植物基、藻、可溶性化學(xué)物質(zhì)食物供給、食物鏈研究混濁度入口處水的運(yùn)動水體動力學(xué)、測深泥沙懸移質(zhì)泥沙濃度湖泊泥沙研究、侵蝕源營養(yǎng)狀態(tài)顏色、混濁度、溫度氮形態(tài)、生產(chǎn)率熱污染溫度熱污染源、熱分布圖、工程結(jié)構(gòu)評價(jià)12/18/2022103

確定各水質(zhì)變化水質(zhì)指標(biāo)水生物變量應(yīng)用顏色植物基、藻、可溶性

水污染監(jiān)測水污染的類型和遙感表征12/18/2022104

水污染監(jiān)測水污染的類型和遙感表征12/11/202231水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)

12/18/2022105水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)12/11/202232

水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)（2）12/18/2022106

水污染監(jiān)測的物理基礎(chǔ)（2）12/11/202233

水環(huán)境監(jiān)測利用航空熱紅外掃描圖像確定熱電廠排水口處水體的熱污染；利用SAR圖像確定海面油污染的范圍及用紅外掃描儀確定油膜的厚度；利用TM圖像確定水生物（藻類）、赤潮的范圍等等都是遙感技術(shù)應(yīng)用的例子。采用高光譜對水體所含化學(xué)要素的定量研究正在官廳水庫和太湖進(jìn)行，為進(jìn)行大面積的水環(huán)境監(jiān)測提供先進(jìn)而價(jià)廉的方法，從而取代傳統(tǒng)的水樣化驗(yàn)方法。12/18/2022107

水環(huán)境監(jiān)測利用航空熱紅外掃描圖像確定熱電廠排水口處水體的熱

洪澇災(zāi)害監(jiān)測TM和MSS探測器必須在晴朗無云的條件下才能正常工作，但在洪水泛濫的時(shí)候這些天氣條件很少見，衛(wèi)星探測的云層下的洪水?dāng)?shù)據(jù)是不可信的。機(jī)載和星載孔徑雷達(dá)（SAR）憑借其能穿透云層和全天候探測的能力顯示出探測洪水范圍的潛力。1998年長江和松花江洪水的遙感監(jiān)測。12/18/2022108

洪澇災(zāi)害監(jiān)測TM和MSS探測器必須在晴朗無云的條件下才能正12/18/202210912/11/202236水土流失調(diào)查土壤侵蝕量的大小受自然因素和人類活動的綜合影響。除了與降雨、徑流過程有關(guān)外，還與土壤、巖性、地質(zhì)、地貌、植被、地形、土地利用、水系分布等因素有密切關(guān)系，而遙感技術(shù)在獲取這些宏觀信息方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。根據(jù)動力作用類型，土壤侵蝕可分為水蝕、風(fēng)蝕和融冰侵蝕三大類型；根據(jù)侵蝕強(qiáng)度，土壤侵蝕可分為劇烈、極強(qiáng)、強(qiáng)、中、輕及微6個(gè)等級；而根據(jù)侵蝕的危險(xiǎn)程度，可分為毀壞、極險(xiǎn)、危險(xiǎn)、較險(xiǎn)和無險(xiǎn)5等。12/18/2022110水土流失調(diào)查土壤侵蝕量的大小受自然因素和人類活動的綜合影響。

水土流失調(diào)查（續(xù)）全國第一次土壤侵蝕遙感普查；全國第二次土壤侵蝕遙感普查；通過這次普查，除了可以了解目前全國土壤侵蝕的現(xiàn)狀外，還應(yīng)該了解近10年來各種水土保持措施所取得的效果，比較治溝、治坡等工程措施以及生物措施的效果。由遙感技術(shù)獲取的下墊面信息，是研制流域產(chǎn)沙匯沙模型的基礎(chǔ)資料。12/18/2022111

水土流失調(diào)查（續(xù)）全國第一次土壤侵蝕遙感普查；12/11/河口河道湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查采用跨年代多時(shí)相遙感影像，分析沖淤的空間和時(shí)間變化。遙感資料與水文及其他測量資料的互補(bǔ)是必要的。利用多時(shí)相(包括建庫后水位較低時(shí))遙感影像及建庫前的DEM，可以確定水庫庫容和庫容曲線。與用GPS定位結(jié)合回聲測深儀測量的方法相比，該方法快捷和成本低，但精度相對較差，其關(guān)鍵在于是否有水位足夠低時(shí)的遙感影像。鑒于我國目前多數(shù)大、中型水庫建庫后沒有進(jìn)行過庫容測量而淤積情況又比較嚴(yán)重，這種方法雖然精度稍差，仍不失為一種簡捷有效的方法。12/18/2022112河口河道湖泊和水庫泥沙淤積調(diào)查采用跨年代多時(shí)相遙感影像，分析對于湖泊而言，用以前的水下地形測量成果作DEM，也可以采用類似的技術(shù)途徑測定湖泊蓄水容量的變化和蓄水量與水位的關(guān)系曲線。載有雷達(dá)測高儀的衛(wèi)星的出現(xiàn)（如地球衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星，ERS—1和最近美國/法國的TOPEX/Poseidon型衛(wèi)星）使對湖泊和大型河流的水位測量成為現(xiàn)實(shí)，且精度可推至厘米級。TOPEX/Poseidon型衛(wèi)星的任務(wù)是獲得地球各大洋外貌的全球視圖。提供充分準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來改進(jìn)預(yù)測大洋循環(huán)運(yùn)動的模型。12/18/2022113對于湖泊而言，用以前的水下地形測量成果作DEM，也可以采用類大型工程選址和環(huán)境效益評估大型工程的建設(shè)對擬建地的自然條件特別是工程地質(zhì)條件有許多嚴(yán)格的要求，還需要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度對不同方案進(jìn)行評價(jià)，遙感技術(shù)可以提供各種所需的信息，提高工作的效率和質(zhì)量。在三峽、小浪底、萬家寨、二灘、東風(fēng)及龍灘等水電站，以及引沁入汾和珠澳供水等工程中都廣泛利用了遙感資料，這些資料在區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)和選擇規(guī)劃方案等方面起了重大作用。12/18/2022114大型工程選址和環(huán)境效益評估大型工程的建設(shè)對擬建地的自然條件特

例：深圳灣填海和河道整治12/18/2022115

例：深圳灣填海和河道整治12/11/202242水庫建設(shè)環(huán)境效益評估中的重要內(nèi)容之一是水庫的淹沒調(diào)查，它涉及到移民、安置和賠償?shù)纫幌盗袕?fù)雜而敏感的問題。遙感技術(shù)可以調(diào)查淹沒損失，在三峽、二灘及黑龍江上中游梯級開發(fā)規(guī)劃中和十幾個(gè)水庫都采用了這一技術(shù)方法。遙感技術(shù)還可以調(diào)查移民安置區(qū)的環(huán)境容量，確定安置區(qū)在水、土（坡度較小的可開墾耕地的面積）和其他資源方面承受移民的能力。12/18/2022116水庫建設(shè)環(huán)境效益評估中的重要內(nèi)容之一是水庫的淹沒調(diào)查，它涉及7.4居民地特征提取研究意義AVHRR影像上的居民地識別提取TM圖像上的居民地識別提取SAR圖像上的居民地識別提取12/18/20221177.4居民地特征提取研究意義12/11/2022441）研究意義為災(zāi)害評估提供所需居民地空間分布信息為了解人地關(guān)系服務(wù)為社會、經(jīng)濟(jì)和人文等數(shù)據(jù)的空間化服務(wù)為居住用地監(jiān)測以及人居環(huán)境建設(shè)服務(wù)12/18/20221181）研究意義為災(zāi)害評估提供所需居民地空間分布信息12/11/2）AVHRR影像上的居民地識別提取AVHRR影像上居民地的影像特征分析在3（紅）、2（綠）、1（藍(lán)）假彩色合成圖像上可以看出，特大城市、大城市、中等城市，無論是位于山區(qū)還是平原，都能在影像上識別出來。這些城市在影像上呈暗灰藍(lán)色，當(dāng)其周圍為農(nóng)田時(shí)，其周邊呈灰藍(lán)色，當(dāng)為森林時(shí)，呈淺黃色，當(dāng)為水體時(shí)，呈紅色。12/18/20221192）AVHRR影像上的居民地識別提取AVHRR影像上居民地的12/18/202212012/11/2022473）TM圖像上的居民地識別提取居民地在TM影像上的機(jī)理分析農(nóng)村居民地其房屋寬度大部分不超過28.5m，長度有可能超過28.5m，影像記錄的通常是房屋及其周圍的空地、散生樹木組成的混合像元。城市居民地在鎮(zhèn)的核心區(qū)一般多為2～3層的樓房、平房等，房頂多為水泥平頂、瓦蓋尖頂。一般房屋間有比較窄的空地，空地一般多為泥土面，部分為水泥面。居民地內(nèi)也有一些散生的樹木等綠地。12/18/20221213）TM圖像上的居民地識別提取居民地在TM影像上的機(jī)理分析13）TM圖像上的居民地識別提取

圖中粉紅色的斑塊即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)級居民地，其內(nèi)部有一定的紋理特征，基本可以識別到與其相連的道路。12/18/20221223）TM圖像上的居民地識別提取圖中粉紅色的斑塊即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)4）SAR圖像上的居民地識別提取居民地與背景地物亮度值分析

對RadarsatSAR圖像上的各種典型地類進(jìn)行采樣，并對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到典型地物的亮度均值、中值、方差、最小值和最大值，地類均值中值方差最小值最大值樣點(diǎn)數(shù)城鎮(zhèn)13412157282552413集村979033252551110林地554921181522012農(nóng)地4848112284774水體151536273085山坡1171122759218363總體565423025512/18/20221234）SAR圖像上的居民地識別提取居民地與背景地物亮度值分析地7.4土壤遙感及應(yīng)用土壤遙感的任務(wù)是通過遙感影像的解譯：識別和劃分出土壤類型；制作土壤圖；分析土壤的分布規(guī)律，為改良土壤、合理利用土壤服務(wù)。12/18/20221247.4土壤遙感及應(yīng)用土壤遙感的任務(wù)是通過遙感影像的解譯在地面植被稀少時(shí)，土壤的反射曲線與其機(jī)械組成和顏色密切相關(guān)。顏色淺的土壤具有較高的反射率，顏色較深的土壤反射率較低。黑土反射率遠(yuǎn)低于淺色的黃壤。1）土壤的光譜特征12/18/2022125在地面植被稀少時(shí)，土壤的反射曲線與其機(jī)械組成和顏色密切相關(guān)。在干燥條件下同樣物質(zhì)組成的細(xì)顆粒的土壤，表面比較平滑，具有較高的反射率，而較粗的顆粒具有相對較低的反射率。有機(jī)質(zhì)含量高，也使反射率降低。12/18/2022126在干燥條件下同樣物質(zhì)組成的細(xì)顆粒的土壤，表面比較平滑，具有較土壤水的含量增加，使反射率曲線平移下降，并有兩個(gè)明顯的水分吸收谷，但當(dāng)土壤水超過最大毛管持水量時(shí)