水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用
使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧
使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧引文：水是人类赖以生存的基本要素，然而，随着工业化和城市化的进程，水体污染问题也日益严重。
为了及时监测和评估水体的污染情况，遥感技术成为一种重要的手段。
本文将介绍使用遥感技术进行水体污染监测与评估的方法与技巧。
1. 简介随着空间信息技术的发展，遥感技术成为获取地球表面信息的重要手段。
通过卫星、飞机等传感器获取的遥感数据可以覆盖广阔的地区，并提供高分辨率的影像。
这使得遥感技术成为水体污染监测和评估的有力工具。
2. 遥感数据的选择和获取在进行水体污染监测与评估时，选择合适的遥感数据非常重要。
常见的遥感数据有多光谱影像、高光谱影像和合成孔径雷达(SAR)影像等。
多光谱影像可以提供较高的空间分辨率和光谱信息，高光谱影像则可以提供更丰富的光谱信息。
根据具体的研究目的和需求，选择合适的遥感数据进行水体污染的监测和评估。
在获取遥感数据时，可以通过购买商业遥感数据，如Landsat、Sentinel等，也可以通过政府或学术机构提供的开放数据获取。
此外，对于特定的研究区域，还可以利用航空遥感或无人机获取高分辨率的影像数据。
选择合适的数据源和获取方式，可以提高水体污染监测的效果。
3. 水体污染指标提取在进行水体污染监测与评估时，通常需要提取一些污染指标来进行分析和比较。
常见的水体污染指标包括水体悬浮物浓度、叶绿素-a浓度、水体透明度、水体温度等。
通过不同波段的遥感数据，可以计算出这些指标，并据此评估水体的污染程度。
以水体悬浮物浓度为例，可以利用多光谱影像的红波段和近红外波段进行计算。
通过建立悬浮物光谱反射率与悬浮物浓度之间的回归模型，即可提取出悬浮物浓度信息。
类似地，根据不同的指标计算公式，可以提取出其他污染指标，并综合分析水体的污染情况。
4. 水体污染监测与评估模型除了提取单一的污染指标外，还可以建立水体污染监测与评估模型，综合考虑多个指标的影响。
常见的模型包括支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等。
使用遥感技术进行水质污染监测
使用遥感技术进行水质污染监测遥感技术在水质污染监测中的应用遥感技术作为一种能够获取地球表面信息的技术手段，在实践中被广泛应用于各个领域。
其中，水质污染监测是其重要的应用方向之一。
本文将从遥感技术在水质污染监测中的原理、方法、案例等方面进行探讨。
一、遥感技术在水质污染监测中的原理遥感技术通过测量和记录地球上特定区域的电磁辐射，然后利用传感器将这些辐射转化为可视化的影像或图像。
而水质污染监测需要收集大量的关于水体特性和水质状况的信息，例如水体颜色、透明度、悬浮物质的浓度等。
利用遥感技术，可以通过对水体反射、散射、吸收等光学过程进行分析，获得水质污染的相关参数。
二、遥感技术在水质污染监测中的方法1. 多光谱遥感方法多光谱遥感方法是一种通过测量不同波段的电磁辐射，提取水体表面的特定光谱特征从而推断水质信息的方法。
通过选择合适的波段和指数，可以对水体中的污染物进行检测和定量分析。
例如，通过光谱特征参数如绿藻素指数、叶绿素-a浓度等，可以对水体中的藻类生物量和富营养化情况进行评估。
2. 红外热像遥感方法红外热像遥感方法利用红外波段的热辐射特性，可以对水体中的温度分布进行监测。
温度是水质污染的重要指标之一，因为水质的变化会导致水体温度的不断升高或降低。
通过红外热像遥感技术，可以观测到水体表面的温度分布情况，并进一步判断是否存在水质污染。
三、遥感技术在水质污染监测中的案例1. 利用多光谱遥感技术监测水体富营养化富营养化是水质污染的一种常见形式，它会导致水体中富营养物质（如氮、磷等）过量积聚，引发藻类大量繁殖。
通过多光谱遥感技术，可以测量和分析水体光谱特征参数，进而评估水体的富营养化程度。
例如，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）利用遥感技术，成功监测了密歇根湖的富营养化程度，为相关部门实施水质改善措施提供了依据。
2. 利用红外热像遥感技术监测水体温度变化水体温度是水质污染的重要指标之一。
例如，工业废水或热电厂的冷却水排放进入水体会导致水温升高，对水生态环境产生不利影响。
水环境监测中遥感技术的作用及应用策略分析
水环境监测中遥感技术的作用及应用策略分析摘要：随着科学技术的发展，我国的遥感技术有了很大进展，并在水环境监测中得到了广泛的应用。
水资源作为与人们生活生产密切相关的资源，对人们有着较大影响。
水环境一旦遭到破坏不仅会危及人们的身体健康，同时还会影响我国的工业化建设。
由于各种因素的影响，目前相关部门在开展水环境监测过程存在着一些问题，制约了这项工作的高效进行。
本文就水环境监测中遥感技术的作用及应用策略进行研究，希望对相关人员有一定的借鉴意义。
关键词：水环境监测；遥感技术；优势作用；应用手段引言水环境监测作为针对水域周围环境及水体质量进行监测的作业，承担信息收集以及整理的功能，在详细的了解相关信息之后，为相关人员后续的治理提供准确资料。
然而随着城市化进程的加快，工业化的发展对环境造成很大的影响，不仅加剧了水环境污染的程度，还增加了污染的类型，一定程度上增加了环境监测的难度。
在此背景下，就要求水环境监测人员改进原有的监测技术，将遥感技术运用到水环境监测中。
遥感技术作为先进技术的一种，能在保证监测质量的基础上加快监测的效率，从而推进监测事业的发展。
然而实际的作业环节，由于水环境监测较为复杂，再加上遥感技术技术性很强，工作人员往往难以发挥遥感技术的功能，制约水环境监测技术的发展，这就要求相关人员加强对遥感技术的重视，科学合理地将其运用到水环境监测中。
1水环境监测质量控制工作的重要性水资源的重要性不言而喻，所以保护水资源并科学合理地应用水资源是人们共同的职责。
国家与相关部门十分注重水资源监测与保护工作，并且在仪器设备与监测技术上实现了突破，工作方式方法也更加科学化和规范化。
在实际监测工作中，水资源监测质量控制工作应当结合实际情况，采用物理、生物或者是化学的手段来对水中的污染物质进行识别与鉴定，分析污染物的成分并对其展开定量、定性分析，如此才能给后续水资源质量评定工作的开展提供可靠的依据。
此外，水环境质量监测工作的开展，不但可以客观反映出在某个时间段内该区域内水资源的质量，还能找到其周期变化规律、发展趋势，给水环境保护工作的开展奠定基础，提供数据支撑，让这一工作的开展有据可依，提升水资源监测机构的社会效益，最大限度地保护水资源。
遥感技术在水体生态监测中的应用
遥感技术在水体生态监测中的应用在当今社会，随着环境问题的日益突出，对于水体生态系统的监测变得愈发重要。
而遥感技术作为一种强大的工具，正逐渐在水体生态监测领域发挥着不可或缺的作用。
遥感技术，简单来说，就是通过非直接接触的方式，获取远距离目标物的信息。
在水体生态监测中，它能够快速、大面积地收集有关水体的各种数据，为我们了解水体生态状况提供了有力的支持。
遥感技术在水体生态监测中的应用范围十分广泛。
首先，它能够用于监测水体的物理参数。
比如说，通过遥感影像，我们可以了解水体的面积、形状、水深等信息。
这对于研究水体的动态变化、洪水预警以及水利工程的规划和管理都具有重要意义。
在水质监测方面，遥感技术更是大显身手。
它可以检测到水体中的叶绿素 a 浓度、悬浮物含量、有色溶解有机物等指标。
叶绿素 a 浓度的高低反映了水体中藻类等浮游植物的生物量，进而可以推断出水体的富营养化程度。
悬浮物的含量则与水体的浑浊度相关，能够帮助我们了解水体的泥沙含量和污染情况。
而有色溶解有机物则与水体的有机污染程度密切相关。
此外，遥感技术还能够监测水体的温度分布。
水体温度的变化对于水生生物的生存和繁衍有着重要影响，同时也能反映出水体的热污染状况。
通过热红外遥感，我们可以清晰地看到水体温度的差异，及时发现异常情况。
那么，遥感技术是如何实现这些监测功能的呢？这主要依赖于不同波段的电磁波对水体的响应特性。
例如，可见光波段可以反映水体的颜色和透明度，近红外波段则对叶绿素等物质敏感，而热红外波段则用于测量水体的温度。
通过对不同波段遥感数据的分析和处理，我们就能够提取出有关水体生态的各种信息。
与传统的水体生态监测方法相比，遥感技术具有许多显著的优势。
传统的监测方法往往需要在现场采集水样，然后进行实验室分析，这种方法不仅费时费力，而且只能获取有限的点数据，难以反映水体的整体状况。
而遥感技术可以实现大面积、同步的监测，能够快速获取水体的空间分布信息，大大提高了监测的效率和覆盖范围。
如何利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测
如何利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测随着工业化和城市化的快速发展，水体污染问题越来越严重。
为了及时掌握水体污染情况，科学家们利用卫星遥感数据和测绘技术进行水体污染监测。
本文将探讨如何利用这些技术进行水体污染监测，并对其应用前景进行展望。
一、卫星遥感数据在水体污染监测中的应用卫星遥感数据是利用卫星或飞机等遥感平台获取的地球表面信息。
在水体污染监测中，卫星遥感数据具有以下优势：1.广覆盖性：卫星能够覆盖大范围的区域，可以实时监测水域的变化情况，及时发现和跟踪水体污染源。
2.高时空分辨率：卫星遥感数据具有较高的时空分辨率，可以提供详细的水体信息，帮助科学家准确评估水体污染情况。
3.多源数据融合：卫星遥感数据可以与地面监测数据、气象数据等进行融合分析，为水体污染监测提供更全面的信息。
基于卫星遥感数据，科学家们可以利用多种方法进行水体污染监测。
例如，利用遥感影像中的反射率和光谱信息，可以推断水体中的悬浮物、化学物质浓度等。
同时，通过监测水体的温度、颜色、浊度等参数，也可以评估水体中的污染程度。
这些方法不仅能够定量评估水体污染状况，还能够识别出污染源的位置和范围，为环境保护部门提供有力的依据。
二、测绘技术在水体污染监测中的应用测绘技术是利用地理信息系统（GIS）等工具对水体进行测量和分析的方法。
在水体污染监测中，测绘技术的应用主要集中在以下几个方面：1.地形测量：测绘技术可以获取水体周边地形的高程、坡度等信息，帮助科学家了解污染物在水体中的传输规律。
通过获取污染物在不同高程上的分布情况，可以评估污染物的扩散范围和速度。
2.水体廓线测量：测绘技术可以获取水体的廓线信息，包括水深、水位等参数。
这些信息可以帮助科学家定量评估水体的污染程度，并针对性地制定污染治理措施。
3.水质采样和监测点布设：测绘技术可以帮助科学家准确定位水质采样点和监测点。
通过对不同位置的水质采样和监测，可以全面了解水体的污染状况，并及时发现和追踪污染源。
遥感技术在水污染监测方面的运用
遥感技术在水污染监测方面的运用摘要：在现代科技不断发展的过程中，探测技术也得到了快速更新。
目前在对环境污染问题进行监测时，已经融合了遥感技术，提高了监测水平。
遥感技术在使用时，可以利用传感仪器设备，对探测目标反射或辐射电磁波进行全面收集，并借助智能化软件对数据信息进行整理和分析，从而获得更加详细数据信息，将其绘制成图像之后，可以对探测目标区域内景物进行有效识别，并形成系统化数据信息。
这项技术在应用时具备较多优势，可以促进水污染监测工作进行更好发展，本文就遥感技术在水污染监测方面的运用进行相关分析和探讨。
关键词：遥感技术；水污染；监测；运用在遥感技术不断发展期间，技术应用范围也在不断扩大，利用这项技术可以对气象信息进行有效监测，还可以绘制地形图。
在进行遥感技术使用时，监测周期比较短，建设成本更低，且获取的信息量比较大，将其作用于水污染监测领域，可以对污染程度进行全面了解，还可以采用实时连续监测等方式，对污染信息进行全面获取，在此基础上制定针对性防治措施，能够降低污染问题发生几率。
工作人员在进行进行技术应用时，要明确技术原理和主要特征，并且根据水污染监测要求选择正确技术形式[1]。
一、遥感技术应用特点在进行遥感技术用用时，可以实现全天候监测，这项技术属于新型监测形式，主要是利用传感仪器设备收集各种光波，例如紫外线和红外线等，在对光波信息进行全面收集之后，可以对物体特征进行真实展现。
在对水环境进行监测时，利用遥感技术对水污染情况进行监测，可以提高监测结果准确性。
与传统监测技术相比较，遥感技术监测流程与传统工作形式存在一定相似之处。
在进行传统监测时，需要就地选取水样作为参数标准，且监测程序比较复杂，要想获取更加准确数据信息，就要对测量仪器设备精确度进行全面检验，确保设备在使用时能够发挥更大作用[2]。
因为传统水质取样范围比较小，在开展各项工作时，需要耗费更多人力物力资源，且最终测得数据信息，与实际数值之间存在一定偏差。
遥感技术在水环境监测中的应用研究
TECHNOLOGY AND INFORMATION
遥感技术在水环境监测中的应用研究
胡帆 杨子毅 孙一鸣 江苏省淮安环境监测中心 江苏 淮安 223001
摘 要 随着社会的不断发展，人们对环境保护工作越来越重视。在环境保护工作中，水环境保护是非常重要一部 分，通过对水环境进行监测，可以及时发现水环境存在的问题，然后及时进行处理。本文主要对遥感技术在水环境 监测中的优势和遥感技术在水环境监测中的应用方式进行了阐述，以供参考。 关键词 水环境；监测；遥感技术
应用研究进展[J].贵州农业科学,2013,(1):187-191. [2] 胡尊英,于海燕,周斌.MODIS 波段比值算法在太湖蓝藻水华预警
及应急监测中的应用[J].湿地科学,2013,(2):169-174. [3] 徐立程. 运用遥感技术对珠江广州河段水环境质量中的水质污
染进行监测应用研究[J].经营管理者,2012,(11):381,312. [4] 赵少华,王桥. 卫星红外遥感技术在我国环保领域中的应用与发
特定波段辐射值的数学模型，通过详细的模拟计算来得出水环 境当中具体的悬浮固体污染物浓度。在分析水环境当中的污染 物浓度时，可以使用现行光谱混合分析法提取悬浮固体浓度， 再利用TM遥感技术定量和反映出水环境中污染物的浓度，全面 了解目前水环境中悬浮固体污染物的分布情况[3]。
3.2 油污染的遥感监测 利用水环境遥感监测技术监测水环境中的油污染状况时， 除了能够针对一定的污染区域进行全面有效的油性污染物质检 测之外，还需要建立出相关的计算模型，科学地追查水资源当 中污染物的来源，找到污染物的源头，针对污染物的源头采取 防治措施。水环境当中油性污染物的监测方法有很多种，其中 比较常见的是红外遥感技术、紫外遥感技术、可见光遥感技术 等在进行油性污染物检测工作时，一定要根据污染物的实际情 况选择检测方法，才能够获得良好的检测效果，为后期水环境 油性污染源头治理提供科学的技术指导[4]。 3.3 水体富营养化遥感监测 如果水环境当中的浮游植物繁殖速度过快，就容易导致水 环境出现水体富营养化状况，在水环境中植物大量进行繁殖， 会消耗大部分的水体氧气，导致大部分的水中动植物会因为缺 氧死亡。针对目前这种情况，在进行水环境监测工作中，可以 使用红外光波段或者是可见光波段进行检测，水中大量存在的 浮游植物都含有叶绿素，会对与这些波段产生陡坡效应，提升 了水环境中水体富营养化遥感监测准确度。水体富营养化的水 环境中如果含有大量的浮游植物，会反映出水体和植物的反射 光谱特征[5]。
使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法
使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法随着工业化和城市化的快速发展，水资源的保护和管理变得尤为重要。
遥感和测绘技术的应用为水体监测提供了一种高效且准确的方法。
本文将探讨使用遥感和测绘技术进行水体监测的方法以及其在环境保护和资源管理中的应用。
一、遥感技术在水体监测中的应用遥感技术通过从卫星、飞机或无人机上获取的影像数据，提供了对水体的广泛而细致的观测。
这些影像数据可以帮助我们识别并监测水体的水质、水位、植被覆盖等方面的变化。
首先，遥感技术可以通过光学传感器来获取水体的水质信息。
通过分析图像中的水体颜色和透明度，可以评估水体的富营养化、浑浊度、溶解氧等指标。
这对于监测水体污染和水资源可持续利用至关重要。
其次，雷达和红外传感器等遥感技术可以帮助我们监测水体的水位和洪涝状况。
通过跟踪地表的微小变化，我们可以获得准确的水位变化数据，并预测洪水的发生概率和范围。
这对于城市规划、灾害管理以及农业灌溉等方面都有重要意义。
另外，遥感技术还可以用于监测水体中的植被覆盖程度。
植被对于水体生态系统的保护和水质的改善起着重要作用。
通过分析遥感影像中的植被指数，可以评估水体植被覆盖的状况，并对水体周围的生态环境进行保护和管理。
二、测绘技术在水体监测中的应用测绘技术是另一种重要的水体监测工具。
通过精确测量水体的形状、深度和流速等参数，可以提供关键的水文学数据，帮助我们更好地了解水体的运动和变化。
首先，测绘技术可以通过测量水体的形状和体积来评估其容量和储水能力。
这对于水库、湖泊和河流的管理非常重要。
通过精确测量和建模，我们可以预测水体的泄洪能力、水库的存水量以及水资源的分配。
其次，测绘技术可以用于测量水体的深度和底质。
通过利用声纳和激光扫描等技术，我们可以实时测量水体的深度和地形，进而分析水流的速度和方向。
这对于研究河流的水力特性、湿地的变化以及海洋的潮汐等都具有重要意义。
最后，测绘技术可以帮助我们监测水体边界的变化和侵蚀情况。
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文章编号:10074619(2001)06 460 06水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用王云鹏,闵育顺,傅家谟,盛国英(中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室,广东省环境资源利用与保护重点实验室,广东广州 510640)摘 要: 介绍了水体污染的遥感机理、方法,并探索在珠江广州河段水污染监测中的应用。
研究表明:随着水体有机污染程度的增加,水体的可见 近红外光谱反射率逐渐降低。
经比较发现,先对图像数据进行对数变换、IHS 变换和KL 变换后再进行密度分割及图像分类,可以更好地区分和识别水体污染。
采用这一方法,制成了广州地区水体污染时空分布卫星影像图,并结合地面实际分析和调查资料,初步总结了珠江广州段水体污染的时空分布规律和污染变化趋势。
通过对最新遥感数据的处理,结合区域或流域水污染的变化趋势和污染源研究,利用GIS 技术建立区域或流域污染预警系统,为污染的宏观监测和研究以及水资源保护的决策提供了新的信息。
关键词: 遥感;水体污染监测;污染源评价;GIS;时空分布中图分类号: TP79 文献标识码: A近年来,随着经济的发展,珠江三角洲流域城市附近河段的有机污染日益严重,这不仅影响了居民的身体健康和人民生活水平的提高,也制约了珠江三角洲经济的持续发展。
对污染监测也提出了更高的要求,需要宏观性强、更为快速、准确和廉价的水污染监测方法,传统采用定点定剖面采样分析的方法,往往不能快速全面地反映污染状况,而且成本高,速度慢。
遥感技术的发展,尤其是遥感器几何与光谱分辨率的提高,使遥感技术为水体污染监测和研究开辟了新的途径。
水体、植被、土壤和岩石从一开始就是遥感探测的主要目标,对于水质的研究一直是遥感的主要任务,但由于受遥感器分辨性能的限制,利用遥感技术定量研究水质和进行水污染监测一直没有取得突破。
近几年来,随着遥感器几何与光谱分辩率的提高,使利用遥感技术进行水质研究和水污染的宏观监测成为可能[1 5]。
利用遥感技术进行水污染监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图像中体现出来[6]。
但是现今所广泛使用的遥感图像波段较宽,所反映的往往是综合信息,加之太阳光、大气等因素使这种差异往往在常规遥感图像中体现的不甚明显。
通过计算机图像处理的技术能够突出这些信息,而且通过特定时间的图像并结合地面监测的水质分析数据,建立比较准确的水质遥感模型,并利用该模型处理遥感数据,可以取得较为准确的结果,这就是利用遥感数据进行水污染定量监测的主要方法。
由于遥感图像具有直观明了,宏观性强的特点,能清楚地反映出区域或整个流域污染现状和空间分布特征。
利用多时相的遥感数据可以对同一流域水体污染历史和污染趋势作出研究和预测,为水资源保护规划提供准确信息。
1 水体污染的遥感监测机理遥感的主要目的在于识别地物,其识别地物的机理在于不同地物具有不同的光谱特征。
地物之间光谱特征差异越大,越容易为遥感器所识别。
对于收稿日期:2000 08 16;修订日期:2000 12 22基金项目:国家自然科学基金(编号:49901014),广东省自然科学基金(编号:980757),广东省自然科学博士启动基金(编号:974189)和广州市科季科技项目(编号:95 R6 1)资助项目。
作者简介:王云鹏(1968 ),男,副研究员,1990年毕业于兰州大学,1996年在中国科学院广州地球化学研究所获博士学位,从事资源环境遥感与GIS 研究,发表论文30多篇。
第5卷第6期遥 感 学 报Vol.5,No.62001年11月JOURNAL OF RE MOTE SENSI NG Nov.,2001水体而言,最常用最敏感的波段为可见光波段和近红外波段。
清洁水体、自然水体和污染水体在可见光 近红外波段的光谱特性将直接影响到其遥感灵敏度。
为了探讨不同水质水体的可见光 近红外光谱及其与水质指标的关系,在珠江广州河段的不同地区采集了水样,进行了室内光谱测试(VI NI R)和水中总有机碳(TOC)的分析,为了比较,同时进行了纯净水和自来水的光谱测试和水质分析。
其中室内可见光 近红外光谱由UV 340分光光度计(带自制水反射光谱测试装置)测定,水中总有机碳由Phoenix8000TOC分析仪测定。
采样地点及TOC的分析结果见表1,水体反射光谱曲线见图版 图1。
表1 水样采集地点及TOC分析结果Table1 Sample sites and analysis result of TOC水样采集地点及编号TOC分析结果/(g/t)水质评价纯净水0.028超纯净自来水0.47清洁猎德珠江水 5.46受污染江水池塘水7.14富营养化塘水天河涌水10.28污水可以看出在可见光 近红外波段(400 2500nm)水的反射率很低,约1% 4%,平均反射率约为2%。
从可见光到近红外波段,随着波长的增大,反射率逐渐降低,在波长大于2400nm以后,反射率降至最低,几乎为零。
从图版 图1还可以看出,随着水中TOC含量的增加,水在可见光 近红外波段(400 2500nm)的反射率逐渐减小,说明受有机污染的水体反射率比未受有机污染的清洁水体反射率要低。
这一点因内许多学者在苏州河、马鞍山和洛阳等地都发现了同样的规律[7,8]。
水体反射率的光谱反射率高低主要受水的颜色深浅的影响,受有机污染的水体一般颜色较深,呈蓝、深蓝、蓝黑或黑色,光谱反射率较低。
而未受有机污染的水体颜色较浅,光谱反射率相对较高。
为了定量探讨水中有机质含量与TM各波段反射率大小之间的关系,利用图版 图1中水样的光谱反射率数值计算了TM各波段的反射率积分值,结果见表2,TM波段反射率积分光谱图见图版 图2。
从表2及图版 图2可以明显看出:随着水中有机碳含量的增加,TM各波段的反射率积分值逐渐下降,反映了随着水体有机污染程度的增加,水体的可见光 近红外光谱反射率逐渐降低的趋势。
这就使我们可能利用遥感技术区分和识别污染水体。
表2 不同水样TM各波段的反射率积分值Table2 Reflectance integral in TM Bands ofdifferent water samples采样地点TOC/(g/t)TM1TM2TM3TM4T M5TM7自来水0.4721.829.819.942.162.574.4猎德江水 5.4617.424.316.136.553.754池塘水7.1417.624.616.333.944.948.3天河涌水10.2814.519.913.329.24144.22 水体污染的遥感监测方法污染水体与清洁水组成之间的差别不仅反映在光谱上,也反映在遥感图像上。
传统的方法多利用彩色合成方法、单波段灰度分割或多波段图像分类方法。
在实用应用上取得了一定的效果。
但在具体应用时,利用三波段彩色合成时,波段组合的选择至关重要。
而在利用灰度分割和图像分类时,波段的选择也非常重要。
在本项研究中,我们以珠江广州河段十个断面为主要采样点,结合地面水质指标,进行了TM各波段灰度值的分析和比较,选择出比较好的TM彩色图像组合,TM图像数据都进行了系统的大气辐射纠正。
经过比较后发现,先对图像数据进行一些变换后再进行密度分割及图像分类对于区分和识别水体污染效果更佳。
各断面水质指标和TM图像各波段灰度值如表3。
根据国家水质划分标准(GB3838 88),将这十个断面分为3类,划分结果及水质指标和TM各波段类度值如表4。
从表4可以看出:随着水中COD及BOD含量的增加,即水的有机污染程度的加重,TM各波段灰度呈总体减少趋势(这一点与光谱的分析结果一致),其中TM2和TM3波段降幅最大,这是由于有机污染对水色的影响在这两个波段响应最大。
从室内光谱看,TM1波段对于水色变化也是很明显的(表2),但由于受大气散射的影响,TM1波段的灰度明显变高,在一定程度上也影响了对污染水体反映的灵敏度。
对于3个近红外波段而言,TM4波段离差最大,TM5和TM7波段由于本身反射率已很低,也影响了对污染水体的识别。
因此,利用彩色合成法进行污染监测时,TM2、TM3、TM4、或TM1(进行大气散射校正)为比较好的组合。
图版 图3(a)为TM4(R)、TM3 (G)、TM2(B)的合成增强图像,可以看出这种组合图像色彩接近于彩红外图像,对于水体的反映也十分第6期王云鹏等:水体污染的遥感方法及在珠江广州河段水污染监测中的应用461清楚,清洁的水体呈浅蓝 蓝色(如1988年图像的流溪河段),受污染的水体呈深蓝 蓝黑色。
表3 珠江广州段水质断面指标与TM 波段灰度值Table 3 Water quality index and D N value of TM bands in Guangzhou sections of Pear River监测断面COD BOD TM 1TM2TM3T M 4TM 5TM7流溪河2.6 1.7115.253.862.929.515.8 6.4鸦岗3.43 1.8810643.646.123.610 6.3硬颈海4.45 2.75107.543.348.52715.16.2黄沙5.08 3.42111.144.149.127.515.48.7猎德6.27 4.44102.940.744.624.19.9 5.5东郎5.5 3.62104.84146.324.810.5 5.8长洲4.15 3.34100.339.842.221.89.55.1黄埔3.7 3.48100.941.242.920.39.5 5.1莲花山3.46 3.18100.440.942.128.98.34.1平洲 2.91 1.27106.342.847.524.110.75.3表4 不同水质分类断面水质指标及TM 图像灰度统计值Table 4 Statistics o f water quality index and D N values o f TM bands in different water quality sections水质分类监测断面CODBOD TM1TM2TM3TM 4TM5TM7 类水流溪河、鸦岗、黄埔、莲花山、平洲 3.222.3105.744.4648.325.2810.86 5.44 类水硬颈海、黄沙、东郎、长洲 4.7953.28105.942.0546.5225.2712.65 6.45 类水猎德 6.274.44102.940.744.624.19.95.5最大差值猎德 流溪河3.05 2.14-2.8-3.76-3.7-1.18-0.96-0.06 虽然图像彩色合成经过增强后可以反映出水体污染的宏观特征和总体分布,但合成利用的是图像的原始数据,由于原始数据影响因素较多,并不能准确灵敏地反映污染特征。