生态环境遥感监测方案上课讲义
环境监测 课程教案
环境监测课程教案第一章：环境监测概述1.1 教学目标让学生了解环境监测的定义、作用和意义。
使学生掌握环境监测的基本原理和方法。
培养学生对环境监测工作的兴趣和热情。
1.2 教学内容环境监测的定义和意义环境监测的基本原理和方法环境监测的目标和任务环境监测的现状和发展趋势1.3 教学方法讲授法：讲解环境监测的定义、作用和意义，以及基本原理和方法。
案例分析法：分析具体的环境监测案例，让学生了解环境监测的实际应用。
1.4 教学评估课堂问答：检查学生对环境监测基本概念和方法的理解。
小组讨论：让学生探讨环境监测的现状和发展趋势，并提出自己的看法。
第二章：空气监测2.1 教学目标让学生了解空气监测的基本原理和方法。
使学生掌握空气污染物的种类、来源和危害。
培养学生对空气监测工作的认识和重视。
2.2 教学内容空气监测的基本原理和方法空气污染物的种类和来源空气污染物的危害和控制措施空气监测的现状和发展趋势2.3 教学方法讲授法：讲解空气监测的基本原理和方法，以及空气污染物的种类和来源。
互动教学法：让学生参与讨论空气污染物的危害和控制措施。
2.4 教学评估课堂问答：检查学生对空气监测基本概念和方法的理解。
小组讨论：让学生探讨空气监测的现状和发展趋势，并提出自己的看法。
第三章：水质监测3.1 教学目标让学生了解水质监测的基本原理和方法。
使学生掌握水污染物的种类、来源和危害。
培养学生对水质监测工作的认识和重视。
3.2 教学内容水质监测的基本原理和方法水污染物的种类和来源水污染物的危害和控制措施水质监测的现状和发展趋势3.3 教学方法讲授法：讲解水质监测的基本原理和方法，以及水污染物的种类和来源。
互动教学法：让学生参与讨论水污染物的危害和控制措施。
3.4 教学评估课堂问答：检查学生对水质监测基本概念和方法的理解。
小组讨论：让学生探讨水质监测的现状和发展趋势，并提出自己的看法。
第四章：土壤监测4.1 教学目标让学生了解土壤监测的基本原理和方法。
生态遥感辅导课程设计
生态遥感辅导课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括：1.知识目标：学生能够理解生态遥感的基本概念、原理和技术，掌握遥感图像的获取、处理和分析方法，了解生态遥感在生态环境监测和管理中的应用。
2.技能目标：学生能够使用遥感软件和工具进行生态遥感数据的处理和分析，具备解读遥感图像和生成遥感信息产品的能力，学会运用生态遥感技术解决实际生态环境问题。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到生态遥感在生态环境保护和管理中的重要作用，增强对遥感技术的兴趣和好奇心，培养良好的科学素养和环保意识。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容：1.遥感基本概念和原理：遥感技术的定义、分类、发展历程和应用领域。
2.遥感图像获取和处理：遥感图像的获取方法、图像处理的基本步骤和常用软件。
3.生态遥感数据分析：生态遥感指标的选取和计算、生态遥感图像的解译和分析。
4.生态遥感应用案例：生态环境监测、生物多样性保护、生态系统服务等。
5.实践操作：使用遥感软件和工具进行生态遥感数据的处理和分析。
我们制定了详细的教学大纲，明确了教学内容的安排和进度，确保内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们选择以下教学方法：1.讲授法：通过讲解遥感基本概念、原理和技术，引导学生掌握生态遥感的基础知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享对生态遥感应用案例的看法和分析，促进学生思考和交流。
3.案例分析法：分析具体的生态遥感应用案例，让学生了解生态遥感在实际中的应用和意义。
4.实验法：安排实践操作环节，让学生亲自动手进行生态遥感数据的处理和分析，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们选择和准备了以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的遥感教材，为学生提供系统、全面的理论知识。
2.参考书：提供相关的遥感参考书籍，丰富学生的知识体系。
环境监测讲义.doc
环境监测第一章绪论环境监测的概念通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。
环境监测的过程现场调查监测计划设计优化布点样品采集运送保存分析测试数据处理综合评价第一节环境监测的目的和分类一、环境监测的目的：准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
(1)根据环境质量标准，评价环境质量。
(2)根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据。
(3)收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据，(4)为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务。
二、环境监测的分类(一)按监测目的分类1．监视性监测(又称为例行监测或常规监测) （定期、长时间）2．特定目的监测(又称为特例监测或应急监测)(1)污染事故监测；(2)仲裁监测；(3)考核验证监测；(4)咨询服务监测3．研究性监测(又称科研监测)(二)按监测介质对象分类水质监测，空气监测，土壤监测，固体废物监测，生物监测，噪声和振动监测电磁辐射监测，放射性监测，热监测，光监测，卫生(病原体、病毒、寄生虫等)监测等第二节环境监测的特点和监测技术概述一、环境监测的发展污染监测阶段或被动监测阶段监测化学毒物，环境分析（分析化学）环境监测阶段，也称主动监测或目的监测阶段有物理、生物监测，从点污染的监测发展到面污染以及区域性的监测污染防治监测阶段或自动监测阶自动连续监测系统，并使用了遥感、遥测手段，监测仪器用电子计算机遥控，据用有线或无线传输的方式送到监测中心控制室二、环境污染和环境监测的特点(一)环境污染的特点1．时间分布性污染物的排放量和污染因素的强度随时间而变化2．空间分布性：不同空间位置上污染物的浓度和强度分布不同3．环境污染与污染物含量(或污染因素强度) 的关系：污染因素对环境的危害有一阈值4．污染因素的综合效应：各种因素的综合效应单独作用、相加作用、相乘作用、桔抗作用5．环境污染的社会评价：环境污染的社会评价是与社会制度、文明程度、技术经济发展水平、民族的风俗习惯、哲学、法律等问题有关。
生态环境遥感监测方法
生态环境遥感监测方案资料，实现矿产资源的可持精心整理续发展，是生态环境领域研究的重要课题。
题，噪声和振动污染，热污精心整理染等。
目前，国内外已有许多科学工作者利用遥感技术的矿区，对于大范围分布零精心整理散的矿区研究甚少；另一方面，是将遥感信息与其他调遥感集市高分数据，在不同精心整理波段组合和各种指数运算应用的基础上，分析各类地表精心整理冶矿区生态环境监测的研究。
的相对高峰期，并且由此引起的生态环境问题有一定滞精心整理后效应，同时为了减少季节上产生的误差，而夏季植被较）。
精心整理由于地面站在接收信号时根据遥感平台、地球、传别、目标清晰、特征突出精心整理的 )-个点作为控制点，如道路交叉口、桥梁端点、坝谱信息分类； 2.利用变换后的影像特征进行分类，主精心整理要的变换方法有主成分变换、缨帽变换、比值法、生段和变换处理波段的信息，精心整理把复杂的问题划分为一个个相对简单的问题，针对不同精心整理精心整理各类地物提取水体的提取在遥感影像上，就每一TM3的值比较大，而居民点精心整理从 TM5 最容易与其他类别区分，根据这个特点，用三类：重污染TM精心整理（40~60）、轻污染TM3（30~40）、清洁水 TM3一化差异植被指数和高程的关系，在水体进行掩膜处理精心整理的基础上，建立研究区植被分布的决策提取：林地信息易与居民点、道路、裸地等相混淆，误提率很高。
精心整理铁矿指数（即 iron oxide指数，实质为红光波段特点，同时为了减少干扰，精心整理先将水体进行掩膜，然后根据铁矿指数大于0.4和通过层层分析，将已经掩膜水体、植被和矿区的遥感图精心整理用（TM4（40~80），TM5（70~100），TM4~TM3<15）精心整理变化检测通过上述的具体分析，成 300个随机点（点数与精心整理类别涉及的象元数成正比），与实际类别作比较90%之间，比监督分类结果精心整理的精度高出了10%~20%，具有很高的分类精度，有利于精心整理精心整理精心整理湖北大冶矿区生态环境动态遥感监测精心整理。
生态环境遥感监测方案
欢迎阅读生态环境遥感监测方案遥感技术作为目前一种先进的信息采集方式，具有信息量大、成本低和快速的特点，是生态环境监测中非常重要的技术手段。
遥感集市运用遥感技术进行矿区生态环境动态监测，为合理开发矿产资源提供基础性数据资料，实现矿产资源的可持续发展，是生态环境领域研究的重要课题。
矿区生态环境问题包括：对地表的破坏、对土地的占用和破坏，对自然景观的影响和破坏，造成“三废”污染，破坏水资源、造成水土流失，诱发或孕育滑坡、究。
年代到90TM 影像和2002年9月初的ETM 影像进行处理和分析比较（其中1994年TM 影像因季节差异仅作矿区的比较）。
由于地面站在接收信号时根据遥感平台、地球、传感器的各种参数进行的几何校正，还不能满足专业解译和综合分析的需要，本文以!,-万比例尺的地形图作为参考坐标，对湖北大冶矿区的遥感影像进行几何精校正。
纠正时在图像和地形图上分别均匀地选取易于辨别、目标清晰、特征突出的)-个点作为控制点，如道路交叉口、桥梁端点、坝堤等。
遥感影像解译分类方法概述利用TM遥感数据影像提取土地覆盖的方法主要有：1.利用原始波段进行光谱信息分类；2.利用变换后的影像特征进行分类，主要的变换方法有主成分变换、缨帽变换、比值法、生物量提取等方法。
基于上述特点，本文采用逐级分层分类，建立决策二叉树的方法来实现土地覆盖信息的提取，其优点是具有简单、明确、直观的分类结构，算法不需要关于输入数据分布的假设；可以充分利用原始波段和变换处理波段的信息，把复杂的问题划分为一个个相对简单的问题，针对不同的地物分类目标选择最佳的波段组合和特征参数，避免一次提取多类的困难等。
图1研究区土地覆盖决策二叉树提取模型TM5<40）、清洁水（（band3）与蓝光波段（band1）反射值的比值），体现了矿物尤其是含铁氧化物的矿石band3/band1比值较大的特点，而矿区除停产的矿区有少量植被覆盖，因为开采几乎没有植被覆盖，综合两种特点，同时为了减少干扰，先将水体进行掩膜，然后根据铁矿指数大于0.4和NDVI指数小于0基本上提取了全部的矿区，漏提的很少。
《环境遥感》课程教学大纲
《环境遥感》课程教学大纲课程中文名称（英文名称）：环境遥感（Environmental remote sensing）课程代码：B03137课程类别：专业课程课程性质：必修课课程学时：32学时（理论32学时）学分：2学分适用专业：环境科学、生态学、环境工程先修课程：环境生态学、环境地学一、课程介绍1．环境遥感是环境科学和生态学专业一门重要的必修基础课。
本课程全面阐述了环境遥感的基本原理、方法和应用特点，探讨了环境遥感技术在环境保护领域中应用的技术途径，并结合具体例子，介绍了环境遥感的基本概念、环境遥感信息获取的手段、环境遥感图像处理与信息提取方法、水环境遥感、生态环境遥感、灾害遥感、环境遥感与地理信息系统的集成等。
2．环境科学对环境系统的研究是以环境信息获取的研究为基础的，后者制约着环境科学研究方法的进步，并影响了整个环境科学的发展水平。
遥感已成为资源环境综合研究工作中的重要信息源；已成为资源环境综合研究的重要手段和方法。
环境遥感是一门以传播图像科技知识为主的专业课程，具有明显的应用技术学科特点，是环境科学类各专业的技术方法课。
环境遥感其作为环境科学研究技术工具学科的地位逐渐确立。
由于横跨信息科学和环境科学两大领域, 环境遥感充分体观出其综合性、交叉性的学科特点。
二、课程教学目的和任务遥感概论是环境科学专业本科生专业基础课。
该课程系统介绍了遥感基本理论、方法和应用技术，是现代信息社会中环境科学类专业本科生必须具备的专业基础之一。
通过该课程教学与实习，达到以下的教学目标：（1）了解遥感物理基础、遥感成像机理和影像解译原理；（2）了解遥感技术系统，掌握遥感图像处理技术；（3）了解并掌握航空照片、多光谱遥感图像和高光谱遥感图像等不同类型遥感图像解译方法，以及运用遥感图像进行地学分析和综合研究方法与技能；（4）了解遥感技术进展和“3S”系统的综合应用。
课程任务：（1）基础理论与应用相结合。
课程既介绍了航空照片、多光谱图像和高光谱图像成像方面的基本理论，也阐述了遥感图像解译基本方法和基本技能，通过遥感技术的应用实践加深对遥感原理的理解。
《环境监测》课程教案
《环境监测》课程教案一、教学目标1. 让学生了解环境监测的基本概念、原理和方法。
2. 使学生掌握环境监测的基本技能，如采样、实验分析等。
3. 培养学生对环境监测工作的认识，提高环保意识和责任感。
二、教学内容1. 环境监测概述环境监测的定义、目的和任务环境监测的分类和方法2. 土壤监测土壤污染及其危害土壤采样和预处理方法土壤中有害物质的测定方法3. 水质监测水质污染及其危害水质采样和预处理方法水中有害物质的测定方法4. 空气监测空气污染及其危害空气采样和预处理方法空气中有害物质的测定方法5. 噪声监测噪声污染及其危害噪声测量仪器和方法噪声评价指标和标准三、教学方法1. 讲授：讲解环境监测的基本概念、原理和方法。
2. 实验：进行土壤、水质、空气和噪声的采样和测定实验。
3. 讨论：分析环境监测数据，探讨环境污染问题及解决办法。
4. 案例分析：分析实际环境监测案例，提高学生的应用能力。
四、教学资源1. 教材：《环境监测》2. 实验器材：采样工具、分析仪器等3. 课件：环境监测相关图片、视频等4. 网络资源：环境监测相关网站、论文等五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、发言、作业等。
2. 实验报告：评估学生的实验操作能力和分析能力。
3. 课程论文：评估学生对环境监测知识的理解和应用能力。
4. 期末考试：测试学生对环境监测基本概念、原理和方法的掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括16课时理论教学和16课时实验教学。
2. 教学计划：环境监测概述（2课时）土壤监测（4课时）水质监测（4课时）空气监测（4课时）噪声监测（4课时）综合案例分析（2课时）七、教学重点与难点1. 教学重点：环境监测的基本概念、原理和方法。
土壤、水质、空气和噪声的监测技术。
环境监测数据的分析与评价。
2. 教学难点：环境监测设备的操作与维护。
环境监测数据的处理与解析。
实际环境监测问题的解决。
八、教学进度计划1. 第一周：环境监测概述2. 第二周：土壤监测3. 第三周：水质监测4. 第四周：空气监测5. 第五周：噪声监测6. 第六周：综合案例分析九、教学措施1. 加强理论教学与实验教学的结合，提高学生的实践能力。
环境遥感课件(PPT 124页)
(3)维恩位移定律：Wien's displacement law 黑体辐射光谱中最强辐射的波长λmax与黑体
绝对温度T成反比。
lmaxTA
式中 lmax :为最大波谱辐射出射度对应的波长（μm）;
A: =2898 μm·k。
从图2．7也可以 看出，黑体温度越 高，其曲线的峰顶 就越往左移，即往 波长短的方向移动， 这就是位移的含义。 如果辐射最大值落 在可见光波段，物 体颜色会随着温度 的升高而变化，波 长逐渐变短，颜色 由红外到红色再逐 渐变蓝变紫(表2.2)。
Angstroms still used
Named for Swedish Astronomer who first named these wavelengths
1 nanometer = 10 Ao
Language of the Energy Cycle:
The Electromagnetic Spectrum
辐照度 E
(2) Qc/ t( λ) (2) Φ / A ( λ)
辐射出射度 M
(2) Φ / A ( λ)
辐射强度 I
(2) Φ / Ω ( λ)
辐射亮度 L 2(3) Φ / A Ω ( λ)
8/13
单位 焦耳(J) 瓦(W) 瓦/米²(W/m²) 瓦/米²(W/m²) 瓦/球面度(W/Sr) 瓦/(米²•球面 度)(W/m² • Sr)
Theoretical Planck curves: Earth ~300K, peak emission9.66 mm
Outgoing from Earth Low energy
Long wavelength
Incoming from Sun: High energy,
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生态环境遥感监测方
案
生态环境遥感监测方案
遥感技术作为目前一种先进的信息采集方式，具有信息量大、成本低和快速的特点，是生态环境监测中非常重要的技术手段。
遥感集市运用遥感技术进行矿区生态环境动态监测，为合理开发矿产资源提供基础性数据资料，实现矿产资源的可持续发展，是生态环境领域研究的重要课题。
矿区生态环境问题包括：对地表的破坏、对土地的占用和破坏，对自然景观的影响和破坏，造成“三废”污染，破坏水资源、造成水土流失，诱发或孕育滑坡、泥石流、冲击地压、矿震等动力地质、环境地质问题，噪声和振动污染，热污染等。
目前，国内外已有许多科学工作者利用遥感技术对矿区生态环境监测做了研究：一方面，是利用不同时相的波段组合图、指数变化图和土地覆盖类型变化图来体现地表信息的变化，从而进行矿区生态环境动态监测，但往往是定性或半定量分析，并且多是单个大面积的矿区，对于大范围分布零散的矿区研究甚少；另一方面，是将遥感信息与其他调查数据（如土质、水质等数据）相结合，具体研究采矿引起的土质变化、水质变化、地表变形等，虽然细致、透彻，但费时、费力。
针对湖北大冶矿区分布零散的特点，应该采用多时相陆地卫星遥感数据，首选遥感集市高分数据，在不同波段组合和各种指数运算应用的基础上，分析各类地表地物具体光谱特征和空间特征，用基于知识的决策树的方法进行分类，得到具有高精度的分类结果图，然后基于不同时相分类结果的变化检测，通过对研究区水体污染、矿区复垦、耕地变化等的定量分析，进行了湖北大冶矿区生态环境监测的研究。
遥感数据的获取和预处理
湖北大冶面积为1400km2，属亚热带季风气候区。
由于20世纪的 80年代到90年代是矿区开采的相对高峰期，并且由此引起的生态环境问题有一定滞后效应，同时为了减少季节上产生的误差，而夏季植被丰富，易于区分矿区和植被类型，本文从现有的资料中选取有代表性的1986年7月底、1994年11月的TM 影像和2002年 9月初的ETM 影像进行处理和分析比较（其中1994年 TM 影像因季节差异仅作矿区的比较）。
由于地面站在接收信号时根据遥感平台、地球、传感器的各种参数进行的几何校正，还不能满足专业解译和综合分析的需要，本文以 !,- 万比例尺的地形图作为参考坐标，对湖北大冶矿区的遥感影像进行几何精校正。
纠正时在图像和地形图上分别均匀地选取易于辨别、目标清晰、特征突出的 )-个点作为控制点，如道路交叉口、桥梁端点、坝堤等。
遥感影像解译
分类方法概述
利用 TM遥感数据影像提取土地覆盖的方法主要有：1.利用原始波段进行光谱信息分类； 2.利用变换后的影像特征进行分类，主要的变换方法有主成分变换、缨帽变换、比值法、生物量提取等方法。
基于上述特点，本文采用逐级
分层分类，建立决策二叉树的方法来实现土地覆盖信息的提取，其优点是具有简单、明确、直观的分类结构，算法不需要关于输入数据分布的假设；可以充分利用原始波段和变换处理波段的信息，把复杂的问题划分为一个个相对简单的问题，针对不同的地物分类目标选择最佳的波段组合和特征参数，避免一次提取多类的困难等。
图1 研究区土地覆盖决策二叉树提取模型
各类地物提取
水体的提取
在遥感影像上，就每一类地物，测定其光谱值，从中抽出典型的数据作平均，发现水体具有特征：（TM2+TM3）-（TM4+TM5）>0 ，但是只用此特征多提了矿区和居民点。
比较误提的矿区、居民点和水体的光谱值，矿区TM3的值比较大，而居民点从 TM5 最容易与其他类别区分，根据这个特点，用 TM3 < 60 和 TM5 < 40 除去误提的矿区和居民点。
最后对水体污染的程度选取典型的重污染、轻污染和清洁水的模板，对各类模板光谱值进行比较，从中可以发现从波段3 可以将各类很好的区分，根据此将水体分成三类：重污染TM
（40~60）、轻污染TM3（30~40）、清洁水 TM3（ < 30）。
植被的提取
由于TM 数据时相和其他条件的限制，所以只将植被分为林地和灌木两类。
根据本次实地调查结果，通过分析区内植被类型分布同归一化差异植被指
数和高程的关系，在水体进行掩膜处理的基础上，建立研究区植被分布的决策提取：林地（NDVI>0.45,DEM>100）、灌木（0.3<NDVI<=0.45,DEM>50）。
矿区的提取
采用监督分类方法，选取训练模板，提取出的矿区信息易与居民点、道路、裸地等相混淆，误提率很高。
铁矿指数（即 iron oxide指数，实质为红光波段（band3）与蓝光波段（band1）反射值的比值），体现了矿物尤其是含铁氧化物的矿石band3/band1比值较大的特点，而矿区除停产的矿区有少量植被覆盖，因为开采几乎没有植被覆盖，综合两种特点，同时为了减少干扰，先将水体进行掩膜，然后根据铁矿指数大于0.4和NDVI指数小于 0基本上提取了全部的矿区，漏提的很少。
非植被地类提取
然遥感影像上居民地是各相关地物反射和辐射信息的混合反映。
用类似方法，通过层层分析，将已经掩膜水体、植被和矿区的遥感图用（TM4
（40~80），TM5（70~100），TM4~TM3<15）的特征提出居民地，其他地类在掩模水体、植被、矿区和居民地的基础上，根据裸地
（TM4>=120,TM4>TM5）、耕地（TM4<120,TM4>TM5）、草地
（TM4<TM5）提出，最后得到非植被分类图。
变化检测
通过上述的具体分析，建立决策树，用遥感软件 H!6IJ 中的空间建模工具生成模型，将矿区的地表地物分为清洁水、轻污染水、重污染水、林地、灌木、矿区、居民地、耕地、裸地和草地10类。
然后用ERDAS中的分类精度评估模块，生成 300个随机点（点数与类别涉及的象元数成正比），与实际类别作比较（通过野外调查，相近
年份地形图，由于1986年缺少实际比较数据不能作详尽的精度评价），得到分类精度评价结果。
2002年分类结果精度，水体最高，都在90%以上，矿区最低，只有77%，其他都在80%和90%之间，比监督分类结果的精度高出了10%~20%，具有很高的分类精度，有利于变化检测的准确性。
统计1986年和2002年TM(ETM)分类结果各土地类型面积（见下表和下图）。
1986年、2002年各类地物面积统计图
参考资料
湖北大冶矿区生态环境动态遥感监测
/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20040519&flag=1&journal_id =resci。