1、1、遥感概念、遥感概念2、电磁波、电磁波3、传感器传感器4、遥感平台、遥感平台5、几种卫星介绍、几种卫星介绍1 遥感的概念 遥感（Remote Sensing）： 是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。 （遥远的感知遥远的感知） 2、遥感技术原理图 由遥感平台、传感器、信息传输接收装置、数字或图像由遥感平台、传感器、信息传输接收装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。处理设备以及相关技术等组成。接收接收预处预处理理用户应用用户应用处理处理分析结果、图表分析结果、图表输出输出遥感过程电
2、磁波电磁波可见光：肉眼看得见的是电磁波中很短的一段，从0.4-0.76微米这部分称为可见光。可见光经三棱镜分光后，成为一条由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光带，这光带称为光谱。红640780nm 橙640610nm 黄610530nm 绿505525nm 蓝505470nm 紫470380nm一、传感器的定义和功能l传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。l它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。定义：遥感器是记录地物反射或者发射电磁波能量的装置，定义：遥感器是记录地物反射或者发射电磁波
3、能量的装置，是遥感平台的核心部分。遥感器的一般组成：是遥感平台的核心部分。遥感器的一般组成：收集器收集器探测器探测器处理器处理器记录器记录器人的视觉系统是一个优良的传感器，但影像只能短暂保人的视觉系统是一个优良的传感器，但影像只能短暂保存，没有记录器存，没有记录器1）收集器收集器：透镜、反射镜、天线：透镜、反射镜、天线2）探测器探测器：将收集的辐射能转换成化学能或电能：将收集的辐射能转换成化学能或电能感光胶感光胶片、光电管、光电二极管、电子耦合器件（片、光电管、光电二极管、电子耦合器件（CCDCCD）、热电）、热电偶探测器、热释电探测器、天线偶探测器、热释电探测器、天线3）处理器处理器：对收集
4、到的信号进行处理，显影、定影、：对收集到的信号进行处理，显影、定影、信信号放大、变换、校正号放大、变换、校正等。包括摄影处理装置和电子处理装等。包括摄影处理装置和电子处理装置置4）记录器记录器：胶片、磁带、：胶片、磁带、磁盘磁盘又由于大气中臭氧含量高则温度高，又可以用红外波段来探测。451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有34维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。ETM数据是第三代推帚式扫描仪，是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。有的根据温度的差异也可以用热红外方法测定。人的视觉系统是一个优良的传感器，但影像只能短暂保存，没有记录器固体废物其温度一般高于周围地物，在热
5、红外图像上显示明显的色调特征。训练样区用于提取各类的特征参数，以对各类进行模拟热红外分辨率为156米遥感技术应用于大气环境监测环境应用系统数据产品结构总体框架图水污染监测废水和水体热污染3）处理器：对收集到的信号进行处理，显影、定影、信号放大、变换、校正等。因此利用红外扫描仪在白昼和夜间拍摄地面和海面的热图像，可有效地监视海面的石油污染。（3）中国资源一号卫星中巴地球资源卫 星（CBERS）5 m（单视，条带模式）中巴地球资源卫星（CBERS）遥感技术在大气环境监测中主要应用于下类物真彩色(true color)：（三波段组合），分别对RGB三个波段的图像赋予RGB三种颜色，一一对应，合成后图
6、像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，称为真彩色，真彩色是唯一的合成。同一个地区可获得的两个影像最小的时间间隔按工作方式分为： 主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。 被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。成像传感器类型成像传感器类型使用胶片使用胶片记录记录使用磁记使用磁记录录高光谱高光谱遥感图像的特征目标地物目标地物传感器传感器遥感图像遥感图像遥感图像处理遥感图像处理目标地物的大小、形状目标地物的大小、形状及空间分布及空间分布目标的物理属性特点目标的物理属性特点目标地物的变化动态特点目标地物的变化动态特点几何特征几何特征物
7、理特征物理特征时间特征时间特征空间分辨率空间分辨率光谱分辨率光谱分辨率辐射分辨率辐射分辨率时间分辨率时间分辨率遥感影像的分辨率 空间分辨率 一个像元代表的实地的最小尺寸 时间分辨率：同一个地区可获得的两个影像最小的时间间隔 光谱分辨率：传感器所能记录的波段数或者电磁波的间隔 辐射分辨率：传感器接受信号的敏感程度遥感平台 遥感平台（platform）是搭载传感器的工具。 根据运载工具的类型划分： 航天平台（150km） 航空平台（100m至十余公里） 地面平台（050m）遥感平台空间运载工具空间运载工具空中运载工具空中运载工具地面运载工具地面运载工具飞机飞机气球气球遥感用汽车遥感用汽车遥感用艇船
8、遥感用艇船宇宙飞船宇宙飞船航天飞机航天飞机遥感平台遥感平台（航天遥感）（航天遥感）（航空遥感）（航空遥感）卫星卫星17各种遥感平台的相对高度遥感平台卫星 低轨：低轨：150km-300km,、 高分辨率图象，寿命比较短，几天几周 用途：军事侦察 中轨：中轨：700km-1000km, 中分辨率，绝大多数资源卫星，landsat 1-3:915,landsat 4-5:705, spot:832,noaa:833/870 用途：资源环境遥感 高轨：高轨：35860km, 地球静止卫星，地球静止卫星，NOAA/AVHRR(1.1km); SPOT-4/Vegetation(1.1km) 低分辨率
9、用途：通讯，气象在遥感平台中，航天遥感平台目前发展最快，应用最广。根据航天遥感平台的服务内容，可以将其分为：气象卫星系列陆地卫星系列海洋卫星系列1、主要的陆地卫星系列 （1）陆地卫星（Landsat） （2）斯波特卫星（SPOT） （3）中国资源一号卫星中巴地球资源卫 星（CBERS） （4）其他陆地卫星 （5）环境卫星（2）2级数据产品命名规则水污染监测废水和水体热污染有的根据温度的差异也可以用热红外方法测定。中巴地球资源卫星（CBERS）1）收集器：透镜、反射镜、天线传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。对水域分布变化以选用1.计算机对影像进行位密度分割http:/中科院遥感应
10、用研究所）2级数据产品名称在2009年1月之前不含接收日期人为或自然条件下产生的SO2 氟化物等对生物肌体有毒害的气体，通常采用间接解译标志进行，植被受污染后对红外线的反射能力下降其颜色，纹理及动态标志都不同于正常的植被，如在彩红外图象上颜色发暗，树木郁闭度下降，植被个体物候异常等，利用这些特点就可以间接分析污染情况。（2）2级数据产品命名规则随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移。假彩色(false color)：（三波段组合），对得来不同波段图像分别赋予RGB三元色，并不与原来波段的RGB三个波段一一对应，得到图像的彩色与实际彩色则不
11、一致，称为假彩色图像，假彩色图像是为了使一些地物的特征更加明显，有助于我们进行解译和分析。7个波段，分辨率除第六波段为120m外，其余均为30m地面平台（050m）在TM7个波段光谱图像中：轨道：太阳同步的近极地圆形轨道用途：军事侦察Landsat 设计寿命为6年 目前运转工作的是Landsat-5和Landsat-7 轨道：太阳同步的近极地圆形轨道，保证北半球中纬度地球获得中等太阳高度角的上午影像，且卫星通过某一地点的地方时相同。 覆盖周期：16-18天 图像的覆盖范围185185km2（ Landsat-7 185170km2 ） 分辨率不断提高(30 15m,60m 120m ) 传感器
12、分系统： Landsat(陆地）卫星上装置的传感器有反束光导管摄像机（RBV）、多光谱扫描仪（MSS）、专题制图仪（TM、ETM）Landsat传感器 MSSMultispectral Scanner System 多光谱扫描仪多光谱扫描仪 分辨率为分辨率为80m TMThematic Mapper专题制图仪专题制图仪 7个波段，分辨率除第六波段为个波段，分辨率除第六波段为120m外，其余均为外，其余均为30m ETM+Enhance Thematic Mapper Plus增强型专题增强型专题制图仪制图仪 8个波段，热红外波段的分辨率为个波段，热红外波段的分辨率为60m，全色波段的分辨，全色
13、波段的分辨率为率为15m，其余波段的分辨率均为，其余波段的分辨率均为30mLandsat(陆地）卫星简介LandSat1LandSat2LandSat3LandSat4LandSat5LandSat6LandSat7发射时间1972.7.231975.1.221978.3.51982.7.161984.3.11993.10.51999.4.15覆盖周期18天18天18天16天16天16天波段数444778机载传感器MSSRBVMSSRBVMSSRBVMSS、TMMSS、TMETMETM+ 运行情况1978年退役1982年退役1983年退役1983年退役在役服务发射失败在役服务 Landsat
14、(陆地）卫星是目前世界范围内应用最广泛的民用对地观测卫星陆地）卫星是目前世界范围内应用最广泛的民用对地观测卫星多光谱扫描仪（MSS）波段序号波长（m）波段名称分辨率（m）40.50.6绿色7950.60.7红色7960.70.8近红外7970.81.1近红外79810.412.6热红外240MSS波段和波长范围波段和波长范围 MSS采集地面数据采集地面数据 专题制图仪(TM)波段波长范围(m)分辨率（m）10.450.533020.520.6030 30.630.6930 40.760.9030 51.551.7530 610.4012.50120 72.082.3530 TM波段、波长范围及
15、分辨率波段、波长范围及分辨率 TM TM数据是第二代多光谱段光学数据是第二代多光谱段光学机械扫描仪，是在机械扫描仪，是在MSSMSS基基础上改进和发展而成的一种遥感器。础上改进和发展而成的一种遥感器。TMTM采取双向扫描，提高了扫采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。TM的7个波段及其能够测量的生态学特性波段波段主要生态学应用主要生态学应用波段1（0.45-0.52m）可见蓝光区识别水体、土壤和植被、识别针叶林与阔叶林植被、识别人为的（非自然）地表特征波段2（0.52-0.60m）可见绿光区测量植被绿光反射
16、峰值、识别人为的（非自然）地表特征波段3（0.60-0.90m）可见红光区监测叶绿素吸收、识别植被类型、识别人为的（非自然）地表特征波段4（0.76-0.90m）近红外反射区识别植被类型及生物量、识别水体和土壤湿度波段5（1.55-1.75m）中红外反射区识别土壤温度和植物含水量、识别雪和云波段6（10.4-12.5m）远红外反射区识别植被受胁迫程度和土壤温度、测量地表热量波段7（2.08-2.35）中红外反射区识别矿物及岩石类型、识别植被含水量增强型专题制图仪（ETM）波段波长范围(m)地面分辨率（m）10.450.5153020.5250.60530 30.630.69030 40.750
17、.9030 51.551.7530 610.4012.5060 72.092.3530 PAN0.520.9015 ETM波段、波长范围及分辨率波段、波长范围及分辨率 ETM ETM数据是第三代推帚式扫描仪，是在数据是第三代推帚式扫描仪，是在TMTM基础上改进和发展而成的一种遥感器。基础上改进和发展而成的一种遥感器。landsat卫星卫星MSS/TM/ETM数据数据波段组合波段组合真彩色(true color)：（三波段组合），分别对RGB三个波段的图像赋予RGB三种颜色，一一对应，合成后图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，称为真彩色，真彩色是唯一的合成。伪彩色(pseudo color)
18、：将黑白图像变换为彩色图像，对不同的灰度或灰度范围按值赋予不同的颜色或一个颜色系列，得到图像的彩色与实际彩色则不一致，即伪彩色图像。假彩色(false color)：（三波段组合），对得来不同波段图像分别赋予RGB三元色，并不与原来波段的RGB三个波段一一对应，得到图像的彩色与实际彩色则不一致，称为假彩色图像，假彩色图像是为了使一些地物的特征更加明显，有助于我们进行解译和分析。landsat卫星卫星MSS/TM/ETM数据数据波段组合波段组合在TM7个波段光谱图像中： 1、 第5个波段包含的地物信息最丰富 2、 3个可见光波段（即第1、2、3波段） 3、两个中红外波段（即第4、7波段）之间相关
19、性很高，表明这些波段的信息中有相当大的重复性或者冗余性 4、第4、6波段较特殊，尤其是第4波段与其他波段的相关性得很低，表明这个波段信息有很大的独立性landsat卫星卫星MSS/TM/ETM数据数据波段组合波段组合321：真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。432：标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分的广泛，而被称为标准假彩色。举例：卫星遥感图像示蓝藻暴发情况451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有34维
20、结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。754：对不同时期湖泊水位的变化，也可采用不同波段，如用陆地卫星MSS7，MSS5，MSS4合成的标准假彩色图像中的蓝色、深蓝色等不同层次的颜色得以区别。从而可用作分析湖泊水位变化的地理规律。landsat卫星卫星MSS/TM/ETM数据数据波段组波段组合合741：波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势，图面色彩丰富，层次 感好，具有极为丰富的地质信息和地表环境信息；而且清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹（褶皱及断裂）显示清楚，不同类型的岩石区边界 清晰，岩石地层单元的边界、特殊岩性的展布以及火山机构也显示清楚。
21、451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有34维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。743：我国利用美国的陆地卫星专题制图仪图像成功地监测了大兴安岭林火及灾后变化。可通过TM743彩色合成图的分析来指挥林火蔓延与控制和灾后林木的恢复状况。landsat卫星卫星MSS/TM/ETM数据数据波段组波段组合合SPOT 地球观测卫星系统 发射了5颗卫星（1986-2002） 轨道：太阳同步的近极地圆形轨道 覆盖周期：26天 重复观测能力1-5天 产生立体像对 分辨率：10米到几百米传感器传感器：为2台高分辩率可见光扫描仪（High Resolution Visible sensorH
22、RV） 它能满足资源调查、环境管理与监测、农作物估产、地质与矿产勘探、土地利用、测制地图及地图更新等多方面的需求。SPOT HRV 各波段主要用途 波段波段波长波长分辨率分辨率用途用途XS10.5-0.59 绿色绿色20米米位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，对植被识别有利，同时位于波长附近，对植被识别有利，同时位于水体最小衰减值的长波一边，能探测水水体最小衰减值的长波一边，能探测水的混浊度和的混浊度和10-20米的水深。米的水深。XS20.61-0.68 红色红色20米米位于叶绿素吸收带，为可见光最佳波段，位于叶绿素吸收带，为可见光最佳波段，用于识别
23、作物、裸露土壤和岩石表面状用于识别作物、裸露土壤和岩石表面状况。况。XS30.79-0.89 近红外近红外20米米能很好地穿透大气，植被表现得特明亮，能很好地穿透大气，植被表现得特明亮，水体表现很暗。水体表现很暗。全色全色0.51-0.73微微米米10米米 调查城市土地利用现状、区分主要干调查城市土地利用现状、区分主要干道、大型建筑物，了解城市发展状况道、大型建筑物，了解城市发展状况中巴地球资源卫星（CBERS） 轨道：太阳同步的近极地圆形轨道 覆盖周期：26天 重复观测能力：3天 最高空间分辨率：19.5mCBERS传感器CCD像机IR扫描仪波长范围(微米）0.450.520.520.590
24、.630.690.770.890.510.730.51.11.551.752.082.2510.412.5分辨率19.5米77.8米最小侧视观察周期12天12天与与TM波长相波长相同或相近同或相近热红外分辨热红外分辨率为率为156米米其他陆地卫星 天空实验室（Skylab，美国1973年发射） 热容量制图卫星（HCMM1978） 地球资源卫星（ Bnaskara，印度） 空间实验室（Specelab，欧空局）IKONOS（4m彩色、彩色、1m全色）全色）Quickbird（快鸟、（快鸟、0.6m）QuickBird卫星数据 美国DigitalGlobe公司的高分辨率商业卫星，于2001年10月
25、18日在美国发射成功。卫星轨道高度450 km,倾角98,卫星重访周期16 d（与纬度有关）。QuickBird图像，目前是世界上分辨率最高的遥感数据，为0.61 m，幅宽16.5 km。可应用于制图、城市详细规划、环境管理、农业评估。QuickBird数据的波段 Quickbird传感器为推扫式成像扫描仪传感器为推扫式成像扫描仪Terra EOS MODIS Terra是1999年12月18日美国发射的地球观测系统（EOS）的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星 获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息 MODIS（中分辨率成像光谱仪）是搭载在Terra上的一种对地观测仪 空间分辨率250
26、m1000mTerra MODIS通道通道光光 谱谱 范范 围围119nm通道，通道，2036m通道通道主要用途主要用途1620670陆地、云边界陆地、云边界28418763459479陆地、云特性陆地、云特性45455655123012506162816527210521358405420海洋水色、浮游植物、生物地海洋水色、浮游植物、生物地理、化学理、化学94384481048349311526536125465561366267214673683157437531686287717890920大气水汽大气水汽1893194119915965203.6603.840地球表面和云顶温度地球表面
27、和云顶温度213.9293.989223.9293.989234.0204.080244.4334.498大气温度大气温度环境一号（环境一号（代号HJ-1 ）是我国首个用于环境监测预报的小卫星星座，该星座由2颗光学小卫星和一颗雷达小卫星组成。7 5 微米的多时域影像为适宜。遥感卫星每天都要下传大量数据，如何对这些海量数据进行快速处理并为环境监测服务是目前环境监测领域存在的主要问题之一。绿度图主要是反映植被信息，植被多的地方绿度大，颜色浅；中巴地球资源卫星（CBERS）遥感技术在环境监测中的应用传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。红外遥感图像能反映地物辐射温度的差异，可为研究城市热
28、岛提供依据。用途：通讯，气象热污染用热红外传感器很容易探测到。消除由地形因素（如坡度和坡向）引起的地物反射光谱的空间变异，增强植被和土壤辐射的差异。广大科研人员的奋发努力，在大气环境、水环境451：信息量最丰富的组合，TM图像的光波信息具有34维结构，其物理含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。因而从遥感数据中提取的反射率、温度等参数存在着较大的误差水污染监测废水和水体热污染76微米这部分称为可见光。（4）2级数据产品使用简介HJ-1卫星2级数据产品基本特点水污染监测水体富营养化4）记录器：胶片、磁带、磁盘在海洋的所有污染中，危害最大的当属石油污染。多光谱扫描仪（MSS） “十一五”期间采取资源共
29、享的方式，积极开展国际合作，完成由4颗光学小卫星和4颗合成孔径雷达小卫星组成的“4+4”星座。环境卫星数据环境卫星应用系统采用的主要数据源为环境卫星（HJ1 A/B）CCD、超光谱、红外、SAR等数据。卫星数据基本参数如表1-1所示：传感器名传感器名称称搭载卫星搭载卫星谱段划分谱段划分星下点星下点分辨率分辨率幅宽幅宽周期周期CCDCCDHJHJ1 A/B1 A/B4 4个谱段个谱段: : mm0.430.430.520.520.520.520.600.600.630.630.690.690.760.760.900.9030m30m700Km700Km2 2天天超光谱超光谱HJHJ1 A1 A谱
30、段范围：谱段范围：0.4590.4590.956m0.956m；共共115115个谱段个谱段，平均光谱，平均光谱分辨率分辨率4nm4nm100m100m50Km50Km4 4天天红外红外HJ-1 BHJ-1 B4 4个谱段个谱段: m: m0.750.751.101.101.551.551.751.753.503.503.903.9010.510.512.512.5300m(10.5300m(10.512.5m)12.5m)，150m150m（其他谱段）（其他谱段）720Km720Km4 4天天SARSARHJ-1 CHJ-1 CS S波段波段20 m20 m（4 4视，扫描模式）视，扫描模式
31、）5 m5 m（单视，条带模式）（单视，条带模式）100 Km100 Km（扫描模式（扫描模式）40 Km40 Km（条带模式）（条带模式）4 4天天蓝蓝 绿绿 红红近红外近红外环境应用系统数据产品生产流程（了解）环境应用系统数据产品生产流程（了解）环境应用系统数据产品结构总体框架图环境卫星数据获取渠道 环保系统用户可通过登陆环境卫星数据产品共享服务网站()浏览和免费下载卫星数据2级产品。基于环境一号卫星的生态环境遥感监测 HJ-1HJ-1卫星卫星2 2级数据产品基本特点级数据产品基本特点 （1）2级数据产品内容与格式 （2）2级数据产品命名规则 （3）2级数据产品主要元数据项简介 （4）2级
32、数据产品使用简介2 2级数据产品内容与格式级数据产品内容与格式 2级数据产品：经过相对辐射校正和系统几何校正处理后的产品 2 2级数据产品命名规则级数据产品命名规则 CCD、IRS 2级数据产品命名 HSI 2级数据产品命名 2级数据产品名称在2009年1月之前不含接收日期2 2级数据产品主要元数据项简介级数据产品主要元数据项简介-1-1主要是云覆盖量评价HJ1A、HJ1B 分别搭载2个CCD2 2级数据产品主要元数据项简介级数据产品主要元数据项简介-2-2与产品名称对应2 2级数据产品使用简介级数据产品使用简介-1-1 2级数据以压缩方式提供，解压后，所有文件在同一文件夹内 CCD、IRS图
33、像文件为DN值产品，数据格式为GeoTiff，用ENVI、ERDAS、ARCGIS等软件均可正常读取CCD、IRS数据文件构成2 2级数据产品使用简介级数据产品使用简介-2-2 HSI图像文件为为辐亮度产品，数据格式为HDF5，ENVI、ERDAS、ARCGIS等软件不可直接读取，数据发布FTP提供ENVI（4.0+）插件可以读取HDF5数据。HSI数据文件构成黄孝艳黄孝艳遥感遥感技术技术 环境监测中的遥感技术在我国起步较晚，但经过环境监测中的遥感技术在我国起步较晚，但经过广大科研人员的奋发努力，在大气环境、水环境广大科研人员的奋发努力，在大气环境、水环境、生态环境等众多领域取得了较大的成果、
34、生态环境等众多领域取得了较大的成果固废监测固废监测监测森林火灾监测森林火灾遥感技术在环境监测中的应用遥感技术在环境监测中的应用臭氧层臭氧层监测监测有害气有害气体监测体监测 大气气大气气溶胶监测溶胶监测遥感技术应用于大气环境监测遥感技术应用于大气环境监测 遥感技术在大气环境监测中主要应用于下类物遥感技术在大气环境监测中主要应用于下类物质的监测。质的监测。 由于臭氧对由于臭氧对0.3 0.3 微米以下的紫外区的电磁波微米以下的紫外区的电磁波吸收严重，因此可以用紫外波段来测定臭氧层吸收严重，因此可以用紫外波段来测定臭氧层的臭氧含量变化。在的臭氧含量变化。在2.74 2.74 毫米处有个吸收带，毫米处
35、有个吸收带，可以用频率为可以用频率为11083MHz 11083MHz 的地面微波辐射计或的地面微波辐射计或用射电望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布。用射电望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布。又由于大气中臭氧含量高则温度高，又可以用又由于大气中臭氧含量高则温度高，又可以用红外波段来探测。如用红外波段来探测。如用7.7513.37.7513.3微米热红外微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，可推算出臭氧浓度的平均分布。度的相关关系，可推算出臭氧浓度的平均分布。大气环境监测大气环境监测臭氧层监测臭氧层监测 通常我们把大气中的烟、雾、
36、尘等归属于气通常我们把大气中的烟、雾、尘等归属于气溶胶。大气中的这些物质一般由火山爆发，森溶胶。大气中的这些物质一般由火山爆发，森林或草场火灾，工业废气等产生，在遥感图象林或草场火灾，工业废气等产生，在遥感图象上可直接确定污染物的位置和范围，并根据他上可直接确定污染物的位置和范围，并根据他们的运动们的运动, ,发展规律进行预测，预报。由这些发展规律进行预测，预报。由这些污染物形成的在低空漂浮的尘埃，可通过探测污染物形成的在低空漂浮的尘埃，可通过探测植物的受害程度来间接分析。植物的受害程度来间接分析。大气环境监测大气环境监测大气气溶胶大气气溶胶具体做法与步骤 监测沙层暴运动周期性气象卫周期性气象
37、卫星图星图 调查城市烟囱数量分布 通过烟囱阴影长度计算其高度大比例图片大比例图片 建立烟雾浓度与影像灰度值关系 绘制烟雾浓度等值线图计算机对影像进计算机对影像进行位密度分割行位密度分割大气环境监测大气环境监测大气气溶胶大气气溶胶 人为或自然条件下产生的人为或自然条件下产生的SOSO2 2 氟化物等对生氟化物等对生物肌体有毒害的气体，通常采用间接解译标志物肌体有毒害的气体，通常采用间接解译标志进行，植被受污染后对红外线的反射能力下降进行，植被受污染后对红外线的反射能力下降其颜色，纹理及动态标志都不同于正常的植被，其颜色，纹理及动态标志都不同于正常的植被，如在彩红外图象上颜色发暗，树木郁闭度下降，
38、如在彩红外图象上颜色发暗，树木郁闭度下降，植被个体物候异常等，利用这些特点就可以间植被个体物候异常等，利用这些特点就可以间接分析污染情况接分析污染情况。大气环境监测大气环境监测有害气体检测有害气体检测水体富营水体富营养化养化水体沼泽化水体沼泽化废水污染废水污染 水体热水体热污染污染泥沙污染泥沙污染遥感技术遥感技术水污染监测水污染监测 水体总体反射率较低，在波长水体总体反射率较低，在波长0.5 0.5 0.7 0.7 微微米处相对较高，米处相对较高，0.7 0.7 微米以后由于水体红外光微米以后由于水体红外光吸收严重，反射率很低。对水域分布变化以选吸收严重，反射率很低。对水域分布变化以选用用1.
39、5 5 1.5 5 1.7 5 1.7 5 微米的多时域影像为适宜。沼微米的多时域影像为适宜。沼泽化在多时域图象上反映为水体面积缩小，从泽化在多时域图象上反映为水体面积缩小，从水体向边缘呈规律变化水体向边缘呈规律变化, ,显示出程度不同的植显示出程度不同的植被特征。被特征。水污染监测水污染监测水体沼泽化水体沼泽化 当水体出现富营养化时，由于浮游植物中的当水体出现富营养化时，由于浮游植物中的叶绿素对近红外光具有明显的叶绿素对近红外光具有明显的“陡坡效应陡坡效应”，因此这种水体兼有水体和植物的光谱特征。在因此这种水体兼有水体和植物的光谱特征。在彩色红外图象上，呈现红褐色或紫红色。彩色红外图象上，呈
40、现红褐色或紫红色。 下图为安徽巢湖水化现象检测图，图中黄色下图为安徽巢湖水化现象检测图，图中黄色部分为水华。部分为水华。水污染监测水污染监测水体富营养化水体富营养化 水体中泥沙含量增加使水反射率提高。随水体中泥沙含量增加使水反射率提高。随着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水着水中悬浮泥沙浓度的增加及悬粒径增加，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，即红移。又由于水体在移动，即红移。又由于水体在0. 9 3 - 1. 1 3 0. 9 3 - 1. 1 3 微微米附近对红外辐射吸收强烈，所以反射通量降米附近对红外辐射吸收强烈，所以反射通量降低
41、和受水分瑞利散射效应干扰，不适宜作悬浮低和受水分瑞利散射效应干扰，不适宜作悬浮泥沙浓度的判定波段。定量判读悬浮泥沙浓的泥沙浓度的判定波段。定量判读悬浮泥沙浓的最佳波段应在最佳波段应在0.6 5 0.6 5 0.8 5 0.8 5 微米之间。微米之间。水污染监测水污染监测泥沙污染泥沙污染 废水由于水色与悬浮物性状千差万别，特征废水由于水色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水曲线上的反射峰位置和强度也不大一样。废水污染一般用多光谱合成图象进行监测。有的根污染一般用多光谱合成图象进行监测。有的根据温度的差异也可用热红外方法测定。热污染据温度的差异也可用热红外方法测定。热
42、污染大多是从工厂中排出的热水造成的。它不仅危大多是从工厂中排出的热水造成的。它不仅危及水体中的生物及水体中的生物, ,也影响农作物的生长。热污也影响农作物的生长。热污染用热红外传感器很容易探测到。其图象可显染用热红外传感器很容易探测到。其图象可显示出热污染排放，流向和温度分布的情形。对示出热污染排放，流向和温度分布的情形。对图象进行伪彩色密度的分割可绘制等温线，测图象进行伪彩色密度的分割可绘制等温线，测出水中温度分布。出水中温度分布。水污染监测水污染监测废水和水体热污染废水和水体热污染 废水水色和悬浮物性状相差万别，特征曲线上的反射峰位和强度也不大一样。 一般用多光谱合成图像进行检测。 有的根
43、据温度的差异也可以用热红外方法测定。 热污染用热红外传感热污染用热红外传感器很容易探测到。其器很容易探测到。其图象可显示出热污染图象可显示出热污染排放，流向和温度分排放，流向和温度分布的情形。布的情形。 对图象进行伪彩色密对图象进行伪彩色密度的分割可绘制等温度的分割可绘制等温线，测出水中温度分线，测出水中温度分布。布。废水污染废水污染热污染热污染水污染监测水污染监测废水和水体热污染废水和水体热污染遥感技术遥感技术地面污染地面污染固废监测固废监测城市热岛效应城市热岛效应遥感技术遥感技术城市环境监测城市环境监测城市环境监测城市环境监测城市热岛城市热岛城市热岛城市热岛：大部分城市市区温度普遍高于郊区
44、，称之为“城市热岛”。由于热岛的热动力作用，往往会形成由郊区吹向市区的局地风,从而把市区扩散到郊区的污浊空气又送回市区,加剧市区空气污染。 红外遥感图像能反映地物辐射温度的差异，可为研究城市热岛提供依据。根据不同时相的遥感资料，还可对城市热岛的日变化和年变化规律进行研究，在此基础上，总结城市热岛与下垫面性质的相关关系，这对于制约那些形成城市热岛的因素， 防止城市环境的进一步恶化具有重要的现实意义。城市环境监测城市环境监测固废监测固废监测垃圾堆放情况 固体废物其温度一般高于周围地物，在热红外图像上显示明显的色调特征。堆放点分布 通过GPS技术确定相应的空间位置堆放点数量。面积 在GIS中对不同时
45、相的固体废弃物污染信息进行比较，以确定其发展趋势，固废固废监测监测 应用遥感技术，不但能够圈定地面污染的分应用遥感技术，不但能够圈定地面污染的分布范围，而且还能够对地面污染进行规划性的布范围，而且还能够对地面污染进行规划性的预防。预防。城市环境监测城市环境监测地面污染地面污染 作物的生长在色调上有特殊变化，就能同其他禾苗区分开来。从而确定污染地块。灌溉的农田遭受污染后 可通过遥感技术拍摄的照片清楚地圈定出污染分布范围，从而对地面污染做出预防规划。污水的排放造成的地面污染 地下水的污染也会引起地面植被的变化，有与正常生长区的作物不同的光谱表现，多光谱成像仪能监测这些变化。地下水的污染 在海洋的所
46、有污染中，危害最大的当属石在海洋的所有污染中，危害最大的当属石油污染。对于广袤的海洋领域，用常规的海监油污染。对于广袤的海洋领域，用常规的海监船和海监飞机只能对重点海域进行污染监测，船和海监飞机只能对重点海域进行污染监测，由于能力所限，难免发生遗漏。因此利用红外由于能力所限，难免发生遗漏。因此利用红外扫描仪在白昼和夜间拍摄地面和海面的热图像，扫描仪在白昼和夜间拍摄地面和海面的热图像，可有效地监视海面的石油污染。可有效地监视海面的石油污染。遥感技术遥感技术海洋石油污染监测海洋石油污染监测 将卫星将卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统等新技术相遥感、地理信息系统和全球定位系统等新技术相结合，可以根
47、据气候、可燃物积累和含水量、林木组成等结合，可以根据气候、可燃物积累和含水量、林木组成等预测火灾可能发生的地区、时段和火灾等级，以采取防范预测火灾可能发生的地区、时段和火灾等级，以采取防范措施；在火灾发生时，可监测其过程和发展趋势，为及时措施；在火灾发生时，可监测其过程和发展趋势，为及时消灭火灾提供第一手资料；在灾后，可以迅速查明损失，消灭火灾提供第一手资料；在灾后，可以迅速查明损失，同时对生态环境的变化进行监测评价。例如，森林火灾发同时对生态环境的变化进行监测评价。例如，森林火灾发生的时候，由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高，生的时候，由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高，它们在电
48、磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量，如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器多的能量，如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器的卫星经过森林上空，传感器拍摄到周围方圆上万平方公的卫星经过森林上空，传感器拍摄到周围方圆上万平方公里影像，因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐里影像，因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐射更多的电磁能量，在影像着火的森林就会显示出比没有射更多的电磁能量，在影像着火的森林就会显示出比没有着火的森林更亮的浅色调。着火的森林更亮的浅色调。遥感技术遥感技术监测森林火灾监测森林火灾遥感技术在环境监测领
49、域运用存在的问题遥感技术在环境监测领域运用存在的问题 目前的遥感技术在大气影响校正、几何精校正、第五反射和遥感数据的定量反演模型等方面还存在许多问题。因而从遥感数据中提取的反射率、温度等参数存在着较大的误差 遥感卫星每天都要下传大量数据，如何对这些海量数据进行快速处理并为环境监测服务是目前环境监测领域存在的主要问题之一。 传统的数据压缩和信息提取方式不完全适用而新的方法又不成熟 目前，还缺乏通用的成像光谱仪图像处理系统进行成像光谱数据的存储、显示和分析。上述问题限制了当前高光谱遥感的应用范围。存在的问题遥感技术在环境监测领域的发展趋势遥感技术在环境监测领域的发展趋势 遥感技术在环境监测中应用的
50、基本趋势是航空、遥感技术在环境监测中应用的基本趋势是航空、航天遥感数据和图像与全球定位系统、地理信息航天遥感数据和图像与全球定位系统、地理信息系统在网络上实现一体化。此外，海量的数据处系统在网络上实现一体化。此外，海量的数据处理及二次开发环境监测半自动或全自动软件，具理及二次开发环境监测半自动或全自动软件，具备自动识别、快速智能、制图、预报的功能备自动识别、快速智能、制图、预报的功能, ,这可这可为区域的可持续发展提供决策信息。同时加快实为区域的可持续发展提供决策信息。同时加快实现遥感技术和现遥感技术和GPSGPS及及GISGIS的集成，的集成，3S3S技术也是今后技术也是今后区域和全球生态环
