第六章_水环境遥感

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1、单击此处编辑母版标题样式主要内容主要内容1 1水体的光谱特征水体的光谱特征2 2水资源遥感水资源遥感3 3水污染遥感水污染遥感单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性 从水体中得到的遥感光谱信号是多种信号的复合体，它包括了大气散射及水面、水底的反射以及水体中多种综合因素的散射辐射。波长为的遥感光谱信号的传播过程如下图所示 ：单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性v由高度为Z的传感器接受到的遥感光谱信号L可用下式表示：单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性v 上图和上式可以看出，由于水体的透光性和水面的反射性，由传感器接受到的水

2、体遥感光谱信号包含了来自大气、水面、水体以及水底各个不同层次的光谱信号，是一个经过了叠加的综合信号。包括了水体中叶绿素的光谱信号、悬浮泥沙、污染物、流场等的光谱信号。水体遥感是复杂的。单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性纯水在 400 1100 nm之间的吸收和散射特性单击此处编辑母版标题样式6.1 水体的光谱特性 上图为纯水在400-1100nm之间分辨率为1nm的吸收和散射特性。 然而,就多种传感器的表面水质监测而言,还必须知道波谱段探测信号的反演能力。因为适当的波段划分,选择和组合会带来许多优点:减少数据的选择过程,优化波段组合算法,并减少多波段组合引起的噪声影响等。 水中某些

3、成分对波谱信号的散射远远大于水分子本身对波谱信号的散射。不同水质呈现出不同的光谱特性。单击此处编辑母版标题样式不同叶绿素含量水体的反射光谱曲线 6.1 水体的光谱特性单击此处编辑母版标题样式不同泥沙含量水体的反射光谱曲线 6.1 水体的光谱特性单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感v水体遥感原理 水既可以吸收也可以散射通过水汽界面的波谱辐射能量 (Ed)，但水的散射会增加天空辐射能量(Eu)，而水的吸收则会同时减少 Ed和 Eu。遥感探测的波谱信息就是这种吸收和散射过程综合作用的结果。单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感 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

4、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。 单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感 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。 单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感v水文要素遥感研究 遥感技术能观测地球表面信

5、息，而不是传统上某点的观测值，并可观测一些传统方法观测不到的水文变量。近年遥感技术的发展和应用，对水文科学的进展起重大的推动作用。 （1）水位-面积和流域界定 （2）水深探测 （3）水温探测 （4）径流估算单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式全球海面温度分布6.2 水资源遥感单击此处编辑母版标题样式全球海面温度分布SST data example from April 1999单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式6.2 水资源遥感v水

6、域变化监测 遥感研究自然历史变迁，尤以研究水域的演 变最为突出，效果明显。这是因为，一是水域面积大，变化快，形态独特；二是水在各波段具有明显的特性；三是水域演变后多能在原地保留一定湿度和形态， 即“痕迹”较为明显。因而，在遥感图像上图斑清晰，信息丰富，较易辨别。 （1）河流、水系变化 （2）湖泊演变 （3）河口三角洲演变 （4）海岸带演变单击此处编辑母版标题样式2001年1月15日FY-1C观测到的渤海海域海冰监测图像 单击此处编辑母版标题样式2001年2月15日FY- 1C观测到的渤海海域海冰监测图像 单击此处编辑母版标题样式 276.3 水污染遥感水污染遥感水污染遥感监测及其与常规方法的区

7、别：水污染遥感监测及其与常规方法的区别： 利用遥感技术能迅速、同步地监测利用遥感技术能迅速、同步地监测大范围水大范围水环境质量状况及其动态变化环境质量状况及其动态变化，在这些方面弥补了，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。近些年来出现了作者的重视。近些年来出现了“水质遥感水质遥感”和和“污染遥感污染遥感”研究课题，它们分别对自然水体和研究课题，它们分别对自然水体和污染水体的水质（或污染物）进行遥感研究。就污染水体的水质（或污染物）进行遥感研究。就精度而言，遥感方法通常低于常规监测方法，但精度而言，遥感方法通常低于常规监

8、测方法，但遥感技术正是通过这种精度上的损失，换取了水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、动态性和同步性环境研究的区域性、动态性和同步性，这正是把，这正是把遥感技术应用于水环境研究的意义所在。遥感技术应用于水环境研究的意义所在。单击此处编辑母版标题样式 286.3 水污染遥感水污染遥感水污染遥感监测适用范畴：水污染遥感监测适用范畴： 从原理上说，遥感传感器记录的是地表物体从原理上说，遥感传感器记录的是地表物体的电磁波辐射特性（强弱变化及空间变化），因的电磁波辐射特性（强弱变化及空间变化），因此只有此只有在较大程度上直接或间接影响水体的电磁在较大程度上直接或间接影响水体的电

9、磁波辐射性质的水环境化学物质才有可能通过遥感波辐射性质的水环境化学物质才有可能通过遥感技术加以探测技术加以探测，并非所有水环境化学研究的内容，并非所有水环境化学研究的内容都可以辅以遥感手段。都可以辅以遥感手段。单击此处编辑母版标题样式 296.3 水污染遥感水污染遥感水污染遥感监测方法：水污染遥感监测方法： 利用遥感技术研究水环境化学包括定性和定利用遥感技术研究水环境化学包括定性和定量两种方法。量两种方法。定性遥感方法定性遥感方法是通过分析遥感图像是通过分析遥感图像的色调（或颜色）特征或异常对水环境化学现象的色调（或颜色）特征或异常对水环境化学现象进行分析评价的，这往往需要了解水环境化学现进行

10、分析评价的，这往往需要了解水环境化学现象与遥感图像的色调（或颜色）之间的关系，建象与遥感图像的色调（或颜色）之间的关系，建立图像解译标志。立图像解译标志。定量遥感方法定量遥感方法建立在定性方法建立在定性方法的基础之上，为了消除随机因素的影响，通常需的基础之上，为了消除随机因素的影响，通常需要获得与遥感成像同步（或准同步）的实测数据，要获得与遥感成像同步（或准同步）的实测数据，以标定定量数学模型。以标定定量数学模型。单击此处编辑母版标题样式 306.3 水污染遥感水污染遥感水污染种类：水污染种类： 在江河湖海各种水体中，污染物种类繁多。在江河湖海各种水体中，污染物种类繁多。为了便于用遥感方法研究

11、各种水污染，习惯上将为了便于用遥感方法研究各种水污染，习惯上将其分为其分为富营养化富营养化、悬浮泥沙悬浮泥沙、石油污染石油污染、废水污废水污染染、热污染热污染和和固体漂浮物固体漂浮物等几种类型。等几种类型。单击此处编辑母版标题样式 污染类型污染类型生态环境变化生态环境变化遥感影像特征遥感影像特征富营养化富营养化浮游生物含量高浮游生物含量高在彩色红外图像上呈红褐色或紫红色在彩色红外图像上呈红褐色或紫红色,在在MSS7图像上呈浅色调图像上呈浅色调悬浮泥沙悬浮泥沙水体浑浊水体浑浊在在MSS5像片上呈浅色调像片上呈浅色调,在彩色红外片上呈淡蓝、灰白色调在彩色红外片上呈淡蓝、灰白色调,浑浑浊水流与清水交

12、界处形成羽状水舌浊水流与清水交界处形成羽状水舌石油污染石油污染油膜覆盖水面油膜覆盖水面在紫外、可见光、近红外、微波图像上呈浅色调在紫外、可见光、近红外、微波图像上呈浅色调,在热红外图像在热红外图像上呈深色调上呈深色调,为不规则斑块状为不规则斑块状废水污染废水污染水色水质发生变化水色水质发生变化单一性质的工业废水随所含物质的不同色调有差异单一性质的工业废水随所含物质的不同色调有差异,城市污水及城市污水及各种混合废水在彩色红外像片上呈黑色各种混合废水在彩色红外像片上呈黑色热污染热污染水温升高水温升高在白天的热红外图像上呈白色或白色羽毛状在白天的热红外图像上呈白色或白色羽毛状,也称羽状水流也称羽状水

13、流固体漂浮物固体漂浮物各种图像上均有漂浮物的形态各种图像上均有漂浮物的形态316.3 水污染遥感水污染遥感水污染的遥感影像特征：水污染的遥感影像特征： 单击此处编辑母版标题样式 遥感参数遥感参数测定项目测定项目地面分辨率地面分辨率(m)光谱分辨率光谱分辨率( m)波长范围波长范围(nm)摄影周期摄影周期视场角视场角(离铅直方离铅直方向的角度向的角度)摄影范围摄影范围(km km)石油污染石油污染10-30紫外、可紫外、可见、微波见、微波2-4小时小时（1天）天）注意光晕注意光晕200 200（20 20）悬浮泥沙悬浮泥沙200.15（0.15）350-800400-7002小时小时（1天）天）

14、0 -+15 （-5 -+30 ）350 100（10 10）固体废物固体废物100.15（0.15）350-800400-7005小时小时（10天）天）0 - +15 （-5 -+30 ）35 35（10 10）热污染热污染30温度分辨率温度分辨率 0.2 C( 1 C)10-20 m(10-14 m)2小时小时（10天）天）35 35（10 10）富营养化富营养化1000.05（0.15）400-7002天天（14天）天）0 - +15 （0 - +30 ）350 350（35 35）赤潮赤潮300.015（0.015）400-7005小时小时（2天）天）0 - +15 （-5 - +30

15、 ）350 350（20 100）326.3 水污染遥感水污染遥感水质遥感对影像的要求：水质遥感对影像的要求：单击此处编辑母版标题样式 336.3.1 水体富营养化水体富营养化（1 1）基本概念）基本概念 当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下引当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下引起藻类的大量繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消起藻类的大量繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消耗大量溶解氧，从而导致鱼类和贝类的死亡。这一耗大量溶解氧，从而导致鱼类和贝类的死亡。这一过程称为过程称为水体的富营养化水体的富营养化。 水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成形

16、成水华水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做在海洋中则叫做赤潮或红潮赤潮或红潮。单击此处编辑母版标题样式 346.3.1 水体富营养化水体富营养化（2 2）危害）危害 富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都解氧

17、的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有对水生动物有害，造成鱼类大量死亡害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层形成一层“绿色浮渣绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质，致使底层堆积的有机物质在在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类生的生物毒素也会伤害鱼类。单击此处编辑母版标题样式 356.3.1 水体富营养化水体富营养化 因富因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜

18、，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。毒致病。 富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。难的问题。单击此处编辑母版标题样式 36单击此处编辑母版标题样式 37单击此处编辑母版标题样式 38单击此处编辑母版标题样式 39单击此处编辑母版标题样式 40单击此处编辑母版标题样式 41单击此处编辑母版标题样式 42太湖水华单击此处编辑母版标题样式 43太湖水华单击此处编辑母版标题样式 44单击此处编辑母版标题样式 45单击此处编辑母版标题样式 466.3.1 水体富营养化水体富营养化（3

19、3）遥感监测）遥感监测 反映水体富营养化程度的最主要因子是反映水体富营养化程度的最主要因子是叶绿叶绿素素，其中又以叶绿素，其中又以叶绿素-a-a最为突出。最为突出。 叶绿素遥感是基于不同浓度浮游植物有着不叶绿素遥感是基于不同浓度浮游植物有着不同的辐射光谱特性。不同浓度浮游植物的光谱特同的辐射光谱特性。不同浓度浮游植物的光谱特征曲线在征曲线在0.440.44 m m处出现明显的吸收（辐射微处出现明显的吸收（辐射微弱）；在弱）；在0.520.52 m m处出现处出现“节点节点”。在。在“节点节点”处，水面反射率随叶绿素浓度变化不大。在处，水面反射率随叶绿素浓度变化不大。在0.550.55 m m附

20、近，普遍出现辐射峰值。而且水体叶附近，普遍出现辐射峰值。而且水体叶绿素浓度越高，其辐射峰值也越高。绿素浓度越高，其辐射峰值也越高。这就是叶绿这就是叶绿素遥感的波谱基础素遥感的波谱基础。单击此处编辑母版标题样式 47 赤潮既可发生在远海大洋，但更经常地发生赤潮既可发生在远海大洋，但更经常地发生在河口、内海、港湾等沿海海域。在河口、内海、港湾等沿海海域。 在我国沿海，如渤海湾至南海沿岸均多次发在我国沿海，如渤海湾至南海沿岸均多次发生赤潮，尤其是生赤潮，尤其是19981998年年3 3、4 4月间，在珠江三角洲月间，在珠江三角洲和香港沿岸，和香港沿岸，7 7月在杭州湾，月在杭州湾，9 9月在渤海湾发

21、生了月在渤海湾发生了严重的赤潮，对沿海生态系统产生了很大的危害，严重的赤潮，对沿海生态系统产生了很大的危害，使经济受到了巨大的损失。使经济受到了巨大的损失。 单击此处编辑母版标题样式 48 科学研究和现场观测表明，科学研究和现场观测表明，赤潮生物赤潮生物的存在的存在是赤潮能否发生的一个关键。赤潮生物的生长需是赤潮能否发生的一个关键。赤潮生物的生长需要一定的外部环境条件，包括海水的富营养化、要一定的外部环境条件，包括海水的富营养化、温度、盐度、海表面的光照、海水的稳定性以及温度、盐度、海表面的光照、海水的稳定性以及海面风的强度等。海面风的强度等。 海水的温度、盐度和海表面的光照程度决定海水的温度

22、、盐度和海表面的光照程度决定了了赤潮生物的生长速率赤潮生物的生长速率，气象和海洋因素则决定，气象和海洋因素则决定了了赤潮生物对光和海水营养的利用程度赤潮生物对光和海水营养的利用程度。 单击此处编辑母版标题样式 49HY-1HY-1卫星遥感资料在海洋赤潮监测、预警方面的卫星遥感资料在海洋赤潮监测、预警方面的应用利用：应用利用： HY-1 HY-1卫星遥感资料反演生成的卫星遥感资料反演生成的离水辐射率离水辐射率、叶绿素叶绿素a a浓度浓度和和海表温度分布海表温度分布产品，研究形成了产品，研究形成了HY-1HY-1卫星遥感赤潮信息的双波段比值和温度模型、卫星遥感赤潮信息的双波段比值和温度模型、基于主

23、成分分析方法的模型等。基于主成分分析方法的模型等。 利用上述赤潮信息提取模型和利用上述赤潮信息提取模型和HY-1HY-1卫星的高卫星的高分辨率遥感资料可以对我国海区发生的赤潮进行分辨率遥感资料可以对我国海区发生的赤潮进行监测并提取与赤潮发生有关的位置和面积等信息。监测并提取与赤潮发生有关的位置和面积等信息。单击此处编辑母版标题样式 50下图是下图是HY-1HY-1卫星监测到的卫星监测到的20022002年年6 6月月1515日发生在日发生在辽东湾海区的赤潮，图中辽东湾海区的赤潮，图中1 1和和2 2处为赤潮发生区处为赤潮发生区 ：单击此处编辑母版标题样式 516.3.1 水体富营养化水体富营养

24、化（4 4）水体光谱特征与水中叶绿素含量的关系）水体光谱特征与水中叶绿素含量的关系 水中水中叶绿素浓度叶绿素浓度是浮游生物分布的指标，是是浮游生物分布的指标，是衡量水体初级生产力（水生植物的生物量）和富衡量水体初级生产力（水生植物的生物量）和富营养化作用的营养化作用的最基本的指标最基本的指标。它与水体光谱响应。它与水体光谱响应间关系的研究是十分重要的。间关系的研究是十分重要的。 当然，这种指示作用的有效性还与浮游植物当然，这种指示作用的有效性还与浮游植物光合作用的环境因素（如营养盐、温度、透明度光合作用的环境因素（如营养盐、温度、透明度等）以及叶绿素含量变化的制约条件有关。等）以及叶绿素含量变

25、化的制约条件有关。单击此处编辑母版标题样式 52不同叶绿素含量水面光谱曲线：不同叶绿素含量水面光谱曲线：6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 53从图从图6.86.8和图和图6.96.9中可看出：中可看出： 0.44m 0.44m处有个吸收峰。处有个吸收峰。 0.4-0.48m 0.4-0.48m（蓝光）反射辐射随浓度加大而降低；（蓝光）反射辐射随浓度加大而降低； 0.52m 0.52m处出现处出现“节点节点”，即该处的辐射值不随叶绿，即该处的辐射值不随叶绿素含量而变化；素含量而变化； 0.55m 0.55m处出现反射辐射峰，并随着叶绿素含量增加，处出现反射辐射峰，并随

26、着叶绿素含量增加，反射辐射上升；反射辐射上升； 0.685m 0.685m附近有明显的荧光峰（图附近有明显的荧光峰（图6.86.8）。这是由于）。这是由于浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一一即浮游植物分子吸收光后，再发射引起的拉曼效应一一即进行水分子破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能进行水分子破裂和氧分子生成的光合作用，激发出的能量荧光化的结果。量荧光化的结果。 从图中可知，以上的波峰从图中可知，以上的波峰- -波谷带宽较窄，为获取这波谷带宽较窄，为获取这些有指示意义的信息，需要选择的波段间隔不宜宽，最些有指示意义的信息，需要选择的波段间隔不宜宽，最好小于或等于好小于或等于5nm

27、5nm。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 54不同叶绿素含量不同叶绿素含量海水光谱曲线：海水光谱曲线：6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 55从图从图6.106.10中可看出：中可看出： 当叶绿素浓度增加时，可见光的蓝光部分的光谱反射当叶绿素浓度增加时，可见光的蓝光部分的光谱反射率明显下降，但绿光部分的反射率则上升；率明显下降，但绿光部分的反射率则上升； 研究表明随着海水中悬浮物质浓度的增加，在研究表明随着海水中悬浮物质浓度的增加，在0.52m0.52m附近的叶绿素光谱附近的叶绿素光谱“节点节点”会向长波方向移动。会向长波方向移动。 国外有

28、关研究认为，当海水中悬浮物质浓度为国外有关研究认为，当海水中悬浮物质浓度为0.1mg/L0.1mg/L时，节点移至时，节点移至0.57m0.57m；当海水中悬浮物质浓度；当海水中悬浮物质浓度达达0.5mg/L0.5mg/L时，节点可移到时，节点可移到0.69m0.69m。 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 56 利用叶绿素浓度与光谱响应间的这些明显特利用叶绿素浓度与光谱响应间的这些明显特征，人们采用不同波段比值法或比值回归法等，征，人们采用不同波段比值法或比值回归法等，以扩大叶绿素吸收（以扩大叶绿素吸收（0.44m0.44m附近蓝光波段）与附近蓝光波段）与叶绿素反射

29、峰（叶绿素反射峰（0.55m0.55m附近的绿光波段）或荧附近的绿光波段）或荧光峰（光峰（0.685m0.685m附近的红光波段）间的差异，提附近的红光波段）间的差异，提取叶绿素浓度信息，以指示并遥感监测水体（海取叶绿素浓度信息，以指示并遥感监测水体（海洋）的初级生产力水平。洋）的初级生产力水平。 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 57 以以Landsat/TMLandsat/TM为例，选用为例，选用TM1TM1（0.45-0.52m0.45-0.52m）和和TM2TM2（0.52-0.60m0.52-0.60m）、）、TM3TM3（0.63-0.69m0.63-0

30、.69m）波段数据，或直接比值法，波段数据，或直接比值法，TM3/TM1TM3/TM1，TM2/TM1TM2/TM1；或建立比值回归方程。或建立比值回归方程。 C=b(TM3/TM1)+a C=b(TM3/TM1)+a 式中：式中：C C为叶绿素（为叶绿素（CHl-aCHl-a）相对浓度；）相对浓度；a a、b b为相关系数，可通过同步（准同步）观测求得，为相关系数，可通过同步（准同步）观测求得，即由实测数据与遥感数据统计相关分析所得。使即由实测数据与遥感数据统计相关分析所得。使具有相同性质的噪声和干扰得到消除或部分抑制。具有相同性质的噪声和干扰得到消除或部分抑制。比值法比值法可以消除因太阳高

31、度角、观测角不同而造可以消除因太阳高度角、观测角不同而造成的误差，还可以部分抵消大气效应。但它更适成的误差，还可以部分抵消大气效应。但它更适于悬浮物质稀少的大洋水。于悬浮物质稀少的大洋水。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 58 研究测试表明，水体叶绿素浓度与水面温度研究测试表明，水体叶绿素浓度与水面温度间存在线性相关：间存在线性相关： C=a C=a0 0+a+a1 1t t 式中：式中：C C为叶绿素浓度（为叶绿素浓度（mg/m3mg/m3）；）；t t为水面为水面温度（温度（）；）；a0a0、a1a1为回归系数。为回归系数。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单

32、击此处编辑母版标题样式 59 对于遥感估算水体叶绿素浓度，国内外学者对于遥感估算水体叶绿素浓度，国内外学者做了大量的研究，建立了不少遥感数据与不同叶做了大量的研究，建立了不少遥感数据与不同叶绿素浓度的水体光谱间的数学模型。绿素浓度的水体光谱间的数学模型。 但因水中叶绿素的光谱信号相对较弱，加上但因水中叶绿素的光谱信号相对较弱，加上水中悬浮固体含量的影响，因而目前遥感估算水水中悬浮固体含量的影响，因而目前遥感估算水中叶绿素含量的精度不高、平均相对误差约中叶绿素含量的精度不高、平均相对误差约20%-20%-30%30%。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 60 为了有效地

33、研究海洋水色的初级生产力为了有效地研究海洋水色的初级生产力叶绿素浓度，海洋遥感卫星携带了专门研究海洋叶绿素浓度，海洋遥感卫星携带了专门研究海洋水色的高光谱分辨率仪器水色的高光谱分辨率仪器海岸带水色扫描仪海岸带水色扫描仪（CZCSCZCS）等。选取更为合适的中心波长，且波段）等。选取更为合适的中心波长，且波段间隔很窄（间隔很窄（20nm20nm左右）；高光谱或荧光水色扫描左右）；高光谱或荧光水色扫描仪（仪（0.43-0.80m0.43-0.80m内共内共288288个波段，波段间隔达个波段，波段间隔达2.5nm2.5nm），可以获得单个像元近似连续的光谱曲），可以获得单个像元近似连续的光谱曲线，

34、使观测精度大大提高。线，使观测精度大大提高。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 61（5）水体富营养化遥感监测的可行性）水体富营养化遥感监测的可行性 富营养化水体遥感特性：富营养化水体遥感特性： 对于富营养化的两个不同阶段对于富营养化的两个不同阶段藻类大量繁殖藻类大量繁殖阶阶段和段和藻类大量死亡分解藻类大量死亡分解阶段（耗氧阶段），水体有不同阶段（耗氧阶段），水体有不同的光谱特征。由于浮游植物中的叶绿素对近红外光具有的光谱特征。由于浮游植物中的叶绿素对近红外光具有明显的明显的“陡坡效应陡坡效应”，因而这种水体兼有水体和植物的，因而这种水体兼有水体和植物的光谱特征光谱特

35、征在红光区特别是在近红外区具有高的反射在红光区特别是在近红外区具有高的反射率。因此，在赤潮发生时，水体在彩色红外像片上（或率。因此，在赤潮发生时，水体在彩色红外像片上（或标准假彩色图像上）呈现标准假彩色图像上）呈现红色斑块红色斑块，在彩色红外图像上，在彩色红外图像上，富营养化水体呈富营养化水体呈红褐色或紫红色红褐色或紫红色；当藻类大量死亡后，；当藻类大量死亡后，水中含有丰富的消光性有机分解物，在上述两种图像上水中含有丰富的消光性有机分解物，在上述两种图像上水体会呈现近于水体会呈现近于蓝黑的暗色调蓝黑的暗色调。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 62近海与外海差别：近海

36、与外海差别： 沿岸水域的云雾状影像可能是悬浮固体及微沿岸水域的云雾状影像可能是悬浮固体及微小浮游生物的向后散射共同作用的结果。因为沿小浮游生物的向后散射共同作用的结果。因为沿岸水域带来的悬浮固体及其他营养物和污染物会岸水域带来的悬浮固体及其他营养物和污染物会引起沿岸水域表层微小浮游生物迅速繁殖，所以引起沿岸水域表层微小浮游生物迅速繁殖，所以沿岸水域的悬浮固体和微小浮游生物的浓度都比沿岸水域的悬浮固体和微小浮游生物的浓度都比外海大，外海大，沿岸水域后向散射光谱在可见光及近红沿岸水域后向散射光谱在可见光及近红外谱段的辐射量比外海大，在影像上反映就亮一外谱段的辐射量比外海大，在影像上反映就亮一些些。

37、 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 63AVHRRAVHRR影像上的特征：影像上的特征： 在在AVHRRAVHRR可见光谱段，水体表现为一片漆黑，可见光谱段，水体表现为一片漆黑，当海洋水体中浮游生物和悬浮固体浓度增加，使当海洋水体中浮游生物和悬浮固体浓度增加，使海洋水体向后散射光增加，但是增加得很小，在海洋水体向后散射光增加，但是增加得很小，在影像上水体还是黑暗的。只有发生藻华现象时会影像上水体还是黑暗的。只有发生藻华现象时会造成水体反射率增加，在影像上表现为发亮的高造成水体反射率增加，在影像上表现为发亮的高反射率影像。暖流在这个过程中起了促进作用，反射率影像。暖流

38、在这个过程中起了促进作用，即加速了过程的进行。即加速了过程的进行。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 64探测水体富营养化的方法：探测水体富营养化的方法： 由于水体富营养化及赤潮的发生，海面浮游由于水体富营养化及赤潮的发生，海面浮游植物大量繁殖和生长，蓝、绿光被吸收，而红光植物大量繁殖和生长，蓝、绿光被吸收，而红光和近红外则有强烈的反射，而偏离了正常的浮游和近红外则有强烈的反射，而偏离了正常的浮游植物的反射波谱，表现出强烈的吸收和反射特性。植物的反射波谱，表现出强烈的吸收和反射特性。因此，赤潮发生时，因此，赤潮发生时，可以通过多波段传感器的可可以通过多波段传感器的可见

39、光和红外的增强彩色影像，发现赤潮的存在见光和红外的增强彩色影像，发现赤潮的存在。对于富营养化信息的提取，可以通过现场叶绿素对于富营养化信息的提取，可以通过现场叶绿素生物量和蓝藻生物量数据采样，并用采样数据与生物量和蓝藻生物量数据采样，并用采样数据与特定的遥感数据反映的水体绿度指数，特定的遥感数据反映的水体绿度指数，建立遥感建立遥感回归模型回归模型，从而可得出水体中叶绿素及生物量的，从而可得出水体中叶绿素及生物量的空间分布信息，并计算出叶绿素及蓝藻生物总量，空间分布信息，并计算出叶绿素及蓝藻生物总量，由此发现和监测水体富营养化。由此发现和监测水体富营养化。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击

40、此处编辑母版标题样式 65（6 6）叶绿素浓度提取方法）叶绿素浓度提取方法 用遥感方法估算叶绿素浓度，国内外许多学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，大致算叶绿素浓度的光学生物算法。归纳起来，大致有有经验算法（基于回归模型）经验算法（基于回归模型）、神经网络模型法、神经网络模型法、光谱混合分析法光谱混合分析法等几种算法。等几种算法。6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 66经验算法：经验算法： 根据海水中叶绿素浓度根据海水中叶绿素浓度C C和蓝绿波

41、段反射率和蓝绿波段反射率比值（比值（0.55/0.440.55/0.44）间存在的函数关系，建立叶）间存在的函数关系，建立叶绿素遥感比值法，用下式估算海面叶绿素浓度：绿素遥感比值法，用下式估算海面叶绿素浓度： C=F(B/G)C=F(B/G)式中：式中：F F为函数关系因子，为函数关系因子，B B（蓝）、（蓝）、G G（绿）分（绿）分别为蓝波段、绿波段的水体反射率。别为蓝波段、绿波段的水体反射率。 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 67神经网络模型：神经网络模型： 除非是在小范围内的统计，否则标准的线性除非是在小范围内的统计，否则标准的线性回归不能反映叶绿素浓度与光

42、谱特征之间的非线回归不能反映叶绿素浓度与光谱特征之间的非线性关系，而非线性回归需要二者之间关系的先验性关系，而非线性回归需要二者之间关系的先验知识知识, ,这通常很难获取。而神经网络模型没有这这通常很难获取。而神经网络模型没有这个限制，可以灵活地模拟各种非线性关系，因此个限制，可以灵活地模拟各种非线性关系，因此可用于大变化范围的模拟方程。给定一定的节点可用于大变化范围的模拟方程。给定一定的节点数目，包含一个隐含层的神经网模型就可使几乎数目，包含一个隐含层的神经网模型就可使几乎任何连续方程接近任意的精度。任何连续方程接近任意的精度。一个简单的神经一个简单的神经网通过训练就可以用来估算叶绿素浓度，

43、达到比网通过训练就可以用来估算叶绿素浓度，达到比现有的回归分析方法更高的精度现有的回归分析方法更高的精度 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 68光谱混合分析法光谱混合分析法 ： 光谱混合分析是一种像元分解的方法，将像光谱混合分析是一种像元分解的方法，将像元的光谱特征看成是各种纯净地物类型光谱特征元的光谱特征看成是各种纯净地物类型光谱特征的混合，用数学方法计算出每种纯净地物在低分的混合，用数学方法计算出每种纯净地物在低分辨率像元中所占的百份比。辨率像元中所占的百份比。 光谱混合分析算法有光谱混合分析算法有线性混合模型线性混合模型、非线性非线性混合模型混合模型、凸面几何

44、学分析模型凸面几何学分析模型、有限光谱混合有限光谱混合分析法分析法等。等。 6.3.1 水体富营养化水体富营养化单击此处编辑母版标题样式 69研究意义：研究意义： 悬浮固体的运移特征是沿海河口形状和演变悬浮固体的运移特征是沿海河口形状和演变规律的核心问题规律的核心问题。了解和掌握河口悬浮固体的来。了解和掌握河口悬浮固体的来源、含量、分布、运移、沉积，可分析河口演变源、含量、分布、运移、沉积，可分析河口演变的动力特征。其作用在于它将直接影响到河口区的动力特征。其作用在于它将直接影响到河口区资源的开发利用、环境变化、经济发展和人民生资源的开发利用、环境变化、经济发展和人民生命财产问题。它是河口区发

45、展决策的重要依据之命财产问题。它是河口区发展决策的重要依据之一。所以用遥感的方法监测悬浮固体是很有必要一。所以用遥感的方法监测悬浮固体是很有必要的。的。6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 70（1 1）水体光谱特征与悬浮固体含量的关系）水体光谱特征与悬浮固体含量的关系 由于自然因素和人类活动造成水土流失、河由于自然因素和人类活动造成水土流失、河流侵蚀等，河流带走了大量泥沙入湖、入海，是流侵蚀等，河流带走了大量泥沙入湖、入海，是水中悬浮固体物质的主要来源。这些泥沙物质进水中悬浮固体物质的主要来源。这些泥沙物质进入水体，引起水体光谱特性的变化。水体反射率入水体，引

46、起水体光谱特性的变化。水体反射率与水体混浊度之间存在着密切的相关关系。随着与水体混浊度之间存在着密切的相关关系。随着水中悬浮固体浓度的增加，即水中悬浮固体浓度的增加，即水的混浊度的增加，水的混浊度的增加，水体在整个可见光谱段的反射亮度增加，水体由水体在整个可见光谱段的反射亮度增加，水体由暗变得越来越亮，同时反射峰值波长向长波方向暗变得越来越亮，同时反射峰值波长向长波方向移动移动。6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 71 正因为水色与泥沙含量关系密切，正因为水色与泥沙含量关系密切，水色水色成为成为泥沙含量的较精确的一种指标。水色随混浊度的泥沙含量的较精确的一种指

47、标。水色随混浊度的增加，由蓝色增加，由蓝色绿色绿色黄色，当水中泥沙含黄色，当水中泥沙含量近于饱和时，水色也接近于泥沙本身的光谱。量近于饱和时，水色也接近于泥沙本身的光谱。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 726.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 73 图图6.116.11为为7 7种不同悬浮固体浓度的水库进行种不同悬浮固体浓度的水库进行反射率测定，所得的水体反射光谱曲线与泥沙浓反射率测定，所得的水体反射光谱曲线与泥沙浓度的关系。度的关系。 图中所示，随着水中悬浮固体浓度的增加及图中所示，随着水中悬浮固体浓度的增加及泥沙粒径的

48、增大，水体的反射率增大，反射峰值泥沙粒径的增大，水体的反射率增大，反射峰值向长波方向移动，但由于受到向长波方向移动，但由于受到0.93m0.93m、1.13m1.13m红外强吸收的影响，反射峰值移到红外强吸收的影响，反射峰值移到0.8m0.8m终止。终止。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 74最佳波段：最佳波段： 一般说来，对可见光遥感而言，波长一般说来，对可见光遥感而言，波长0.43-0.43-0.65m0.65m，为测量水中叶绿素含量的最佳波段；，为测量水中叶绿素含量的最佳波段；0.58-0.68m0.58-0.68m对不同泥沙浓度出现辐射峰值，即对不

49、同泥沙浓度出现辐射峰值，即对水中泥沙反映最敏感，是遥感监测水体混浊度对水中泥沙反映最敏感，是遥感监测水体混浊度的最佳波段。因此的最佳波段。因此调查水色，多选用调查水色，多选用0.45-0.45-0.65m0.65m谱段谱段。 除用可见光红波段数据外还多用近红外波段除用可见光红波段数据外还多用近红外波段数据与红波段利用两波段的明显差异，选用不同数据与红波段利用两波段的明显差异，选用不同组合可以更好地表现出海水中悬浮固体分布的相组合可以更好地表现出海水中悬浮固体分布的相对等级。对等级。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 75(2)(2)可行性可行性 悬浮固体含量

50、不同，对辐射的吸收和散射也悬浮固体含量不同，对辐射的吸收和散射也不同，因而在遥感影像中就可表现出不同的色调。不同，因而在遥感影像中就可表现出不同的色调。随着水中悬浮固体浓度的增加及悬浮固体粒径增随着水中悬浮固体浓度的增加及悬浮固体粒径增大，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波大，水体反射量逐渐增加，反射峰亦随之向长波方向移动，称为方向移动，称为红移红移。然而由于水体在。然而由于水体在0.93-0.93-1.131.13 m m附近对红外辐射吸收强烈，所以反射通附近对红外辐射吸收强烈，所以反射通量急剧衰减，反射峰移到量急剧衰减，反射峰移到0.80.8 m m附近便终止移动。附近便终止移动。短波

51、方向小于短波方向小于0.60.6 m m辐射由于反射通量降低和受辐射由于反射通量降低和受水分子瑞利散射效应干扰，不适宜作悬浮固体浓水分子瑞利散射效应干扰，不适宜作悬浮固体浓度的判定波段，度的判定波段，定量解译悬浮固体浓度的最佳谱定量解译悬浮固体浓度的最佳谱段应在段应在0.650.65 m-0.85m-0.85 m m之间之间。6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 76 可见光和近红外波段是反映固体悬浮物最敏可见光和近红外波段是反映固体悬浮物最敏感的波段感的波段。很多用遥感计算悬浮物含量的方法，。很多用遥感计算悬浮物含量的方法，尤其是利用海岸带水色扫描仪（尤其是利

52、用海岸带水色扫描仪（CZCSCZCS）AVHRRAVHRR数数据的方法，都是用可见光和近红外波段。根据遥据的方法，都是用可见光和近红外波段。根据遥感影像的光谱特征，定量地算出水体中悬浮物的感影像的光谱特征，定量地算出水体中悬浮物的含量。含量。 由于水体反射率还受大气和水体环境变化的由于水体反射率还受大气和水体环境变化的影响，使得不同的影像必须经过大气校正。水体影响，使得不同的影像必须经过大气校正。水体中悬浮固体的含量与卫星接受到的水体后向散射中悬浮固体的含量与卫星接受到的水体后向散射辐射强度有良好的相关关系。辐射强度有良好的相关关系。6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版

53、标题样式 77(3)(3)悬浮固体信息提取方法悬浮固体信息提取方法 在实际工作中选择与悬浮固体浓度相关性好在实际工作中选择与悬浮固体浓度相关性好的波段，与实地调查悬浮固体结果进行分析，建的波段，与实地调查悬浮固体结果进行分析，建立特定波段辐射值与悬浮固体浓度的对应关系模立特定波段辐射值与悬浮固体浓度的对应关系模型，然后对该波段辐射值进行反演，可以得到悬型，然后对该波段辐射值进行反演，可以得到悬浮固体浓度。浮固体浓度。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 78回归方法：回归方法： 用遥感辐射亮度估算悬浮固体浓度大体上有用遥感辐射亮度估算悬浮固体浓度大体上有以下以

54、下5 5个步骤：个步骤： 同步测量悬浮固体浓度（同步测量悬浮固体浓度（SSCSSC）和水体上行辐）和水体上行辐射率射率L()L()。 对第一步中的环境影响进行校正。对第一步中的环境影响进行校正。 用所选样点数据得到校正后用所选样点数据得到校正后SSCSSC和和L()L()的经的经验关系模型。验关系模型。 用第三步所得的经验关系模型和校正后的遥用第三步所得的经验关系模型和校正后的遥感影像辐射率感影像辐射率L()L()估算估算SSCSSC。 用测试样点的用测试样点的SSCSSC数据检验计算结果的精度。数据检验计算结果的精度。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 7

55、9回归方法必须基于以下几点假设：回归方法必须基于以下几点假设： 悬浮固体浓度对悬浮固体浓度对L()L()的影响与的影响与L()L()对悬浮对悬浮固体浓度的影响相同；固体浓度的影响相同； 悬浮固体浓度测量过程中没有误差；悬浮固体浓度测量过程中没有误差； L() L()的误差与悬浮固体浓度无关。的误差与悬浮固体浓度无关。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 80常用关系式：常用关系式： 线性关系式：线性关系式： L=A+BSL=A+BS，此式为有限线性区间，此式为有限线性区间内的近似表达式，即内的近似表达式，即L L随着随着S S的增加而增加，其的增加而增加，其关

56、系简单，误差较大。关系简单，误差较大。 对数关系式：对数关系式： L=A+BlogSL=A+BlogS或或S=A+BlogLS=A+BlogL，此式，此式在悬浮固体浓度不高时，精度较高；而对高浓在悬浮固体浓度不高时，精度较高；而对高浓度水域误差较大。度水域误差较大。 GordonGordon关系式：关系式：R=C+S/(A+BS);R=C+S/(A+BS); 负指数关系式：负指数关系式：R=A+B(1-eR=A+B(1-e-DS-DS);); 统一关系式：统一关系式：L=A+BS/(G+S)+CS/(G+S)eL=A+BS/(G+S)+CS/(G+S)e-DS-DS6.3.2 悬浮固体遥感监测

57、悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 81 由于单波段遥感数据的局限性，人们常利由于单波段遥感数据的局限性，人们常利用不同波段对泥沙水体光谱响应特征的差异，提用不同波段对泥沙水体光谱响应特征的差异，提取反映水体泥沙含量的不同遥感指数，如由可见取反映水体泥沙含量的不同遥感指数，如由可见光与近红外波段数据组成的光与近红外波段数据组成的归一化泥沙指数归一化泥沙指数等，等，以提高遥感反演的精度。以提高遥感反演的精度。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 82基于灰色系统理论的模型：基于灰色系统理论的模型：统计相关模型的缺点，统计相关模型的缺点，基于统计相关分析的模

58、型，基于统计相关分析的模型，要求样本数据量大，且数据分布典型。要满足此要求样本数据量大，且数据分布典型。要满足此条件，对于浩瀚、多变的大海中海洋调查船的取条件，对于浩瀚、多变的大海中海洋调查船的取样，尤为困难，而若样本数量不足或分布不典型，样，尤为困难，而若样本数量不足或分布不典型，则难以从中寻找出统计规律，或引起较大误差，则难以从中寻找出统计规律，或引起较大误差，往往会因增加或减少一、两个样点而引起相关系往往会因增加或减少一、两个样点而引起相关系数出现较大的变化幅度。显然，这种不稳定的相数出现较大的变化幅度。显然，这种不稳定的相关系数用于外推，误差一定不小。关系数用于外推，误差一定不小。 6

59、.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 83 地学现象与规律往往是多因子的综合效果。地学现象与规律往往是多因子的综合效果。这些多因素往往交织在一起，难以分离，且部分这些多因素往往交织在一起，难以分离，且部分变量或信息是已知的，部分是未知的。这本身具变量或信息是已知的，部分是未知的。这本身具有灰色系统的特点。有灰色系统的特点。 为了避免统计分析的不足，可以运用灰色系为了避免统计分析的不足，可以运用灰色系统理论中的灰色数学方法统理论中的灰色数学方法关联度分析方法关联度分析方法，通，通过少量已知样本外推求取误差较小的估算效果。过少量已知样本外推求取误差较小的估算效果。所谓

60、所谓“关联度分析关联度分析”是对事态变化趋势的量化分是对事态变化趋势的量化分析，其实质是对曲线间几何形状贴近程度的分析析，其实质是对曲线间几何形状贴近程度的分析比较。比较。 6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 84光谱混合分析法：光谱混合分析法： 通过实验所测的悬浮物浓度边界参数，可得通过实验所测的悬浮物浓度边界参数，可得出每个边界对像元类型的贡献率。在实验数据光出每个边界对像元类型的贡献率。在实验数据光谱混合分析的基础上，可转换成悬浮物浓度。光谱混合分析的基础上，可转换成悬浮物浓度。光谱混合分析象主成分分析一样，同时结合多波段谱混合分析象主成分分析一样，同时

61、结合多波段的多种成分的光谱信息，在蓝、绿光波段提高了的多种成分的光谱信息，在蓝、绿光波段提高了悬浮物低浓度区的灵敏度，在红、近红外波段提悬浮物低浓度区的灵敏度，在红、近红外波段提高了悬浮物高浓度区的灵敏度。这种方法适用于高了悬浮物高浓度区的灵敏度。这种方法适用于缺少实测数据的地区。缺少实测数据的地区。6.3.2 悬浮固体遥感监测悬浮固体遥感监测单击此处编辑母版标题样式 85太湖悬浮物监测太湖悬浮物监测单击此处编辑母版标题样式 86概念：概念： 石油污染指在石油的开采，炼制，贮运，使石油污染指在石油的开采，炼制，贮运，使用的过程中，原油和各种石油制品进入环境而造用的过程中，原油和各种石油制品进入

62、环境而造成的污染。当前主要是石油对海洋的污染，已成成的污染。当前主要是石油对海洋的污染，已成为世界性的严重问题。为世界性的严重问题。 6.3.3 石油污染遥感监测石油污染遥感监测单击此处编辑母版标题样式 87海上石油污染海上石油污染单击此处编辑母版标题样式 88石油污染的企鹅石油污染的企鹅单击此处编辑母版标题样式 89单击此处编辑母版标题样式 90单击此处编辑母版标题样式 91单击此处编辑母版标题样式 92单击此处编辑母版标题样式 93单击此处编辑母版标题样式 94遥感监测的意义：遥感监测的意义： 遥感调查石油污染不仅能发现已知遥感调查石油污染不仅能发现已知污染区的污染区的范围范围和和估算污染

63、石油的含量估算污染石油的含量，而且可，而且可追踪污染源追踪污染源。如果污染源是海上油轮，可根据遥感图像追究其如果污染源是海上油轮，可根据遥感图像追究其法律责任；如果污染源不是来自人类活动，而是法律责任；如果污染源不是来自人类活动，而是海底自然漏油，则海底自然漏油，则可能发现新的油田可能发现新的油田。 6.3.3 石油污染遥感监测石油污染遥感监测单击此处编辑母版标题样式 95遥感监测波段：遥感监测波段： 石油污染后，在海面上形成一层油膜，未污石油污染后，在海面上形成一层油膜，未污染海水与水面上油膜，由于两者的辐射反射率不染海水与水面上油膜，由于两者的辐射反射率不同，辐射温度不同。因而可以利用热红

64、外图像进同，辐射温度不同。因而可以利用热红外图像进行遥感监测。在热红外图像上，行遥感监测。在热红外图像上，夜晚未污染水区夜晚未污染水区呈白色条带，排油区呈黑色条带。呈白色条带，排油区呈黑色条带。另外灰阶不同，另外灰阶不同，还可计算出石油覆盖的含量，而且可以追踪，污还可计算出石油覆盖的含量，而且可以追踪，污染源。染源。 6.3.3 石油污染遥感监测石油污染遥感监测单击此处编辑母版标题样式 96控测石油污染的方法很多。控测石油污染的方法很多。 一种是利用一种是利用0.3-0.40.3-0.4 m m波段控测，石油在这波段控测，石油在这个波段反射率较弱。个波段反射率较弱。 在紫外像片上油膜呈白色调，

65、在可见光的蓝在紫外像片上油膜呈白色调，在可见光的蓝色光范围；石油反射率较海水高，还有闪烁现色光范围；石油反射率较海水高，还有闪烁现象，油污的伪彩色密度分割片能很清楚显示排象，油污的伪彩色密度分割片能很清楚显示排油源和油污范围。油源和油污范围。 在常温下石油反射率远小于海水反射率，热在常温下石油反射率远小于海水反射率，热红外像片上，油膜呈深色调，也可测定油污。红外像片上，油膜呈深色调，也可测定油污。 用用13.6GHZ13.6GHZ频率（即频率（即2.2cm2.2cm波长）的微波辐射波长）的微波辐射计成像成能监测石油污染。计成像成能监测石油污染。 6.3.3 石油污染遥感监测石油污染遥感监测单击

66、此处编辑母版标题样式 97 目前可用于水面石油污染监测的传感器较多，目前可用于水面石油污染监测的传感器较多，有航空的，也有航天的。有航空的，也有航天的。 可见光可见光中工作波段在中工作波段在0.63-0.680.63-0.68 m m的传感器的传感器能使油膜和周围干净海水的反差达到最大。因此，能使油膜和周围干净海水的反差达到最大。因此，可以用红光波段来监测海面油膜，而用蓝光波段可以用红光波段来监测海面油膜，而用蓝光波段来区分油膜、航迹和泥浆羽流，以达到多波段可来区分油膜、航迹和泥浆羽流，以达到多波段可见光航遥油测的最佳效果。见光航遥油测的最佳效果。 紫外光波段紫外光波段对厚度小于对厚度小于5mm5mm的各种水面油膜的各种水面油膜敏感。此时，油膜对紫外光的反射率比海水高敏感。此时，油膜对紫外光的反射率比海水高1.2-1.81.2-1.8倍，有较好的亮度反差。因此。利用紫倍，有较好的亮度反差。因此。利用紫外波段电磁波，可以把海面薄油膜显示出来。外波段电磁波，可以把海面薄油膜显示出来。 6.3.3 石油污染遥感监测石油污染遥感监测单击此处编辑母版标题样式 98 红外遥感技术是目前广泛使用的海