第六讲 遥感应用及3S技术集成
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、引言在当今科技飞速发展的时代，3S 技术——遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS），已经成为了地理信息科学领域的重要支柱。
这三项技术各自具有独特的功能和优势，而它们的集成应用更是为众多领域带来了前所未有的机遇和变革。
二、3S 技术概述1、遥感（RS）遥感是一种非接触式的对地观测技术，通过传感器获取远距离目标物的电磁波信息，并对其进行处理和分析，从而获取地物的特征和状态。
遥感技术能够快速、大面积地获取地表信息，包括土地利用、植被覆盖、水资源等。
2、地理信息系统（GIS）GIS 是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理数据与属性数据相结合，进行空间分析、地图制作、决策支持等操作。
3、全球定位系统（GPS）GPS 是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 在导航、测量、农业、交通等领域有着广泛的应用。
三、3S 技术的集成方式1、两两集成（1）RS 与 GIS 的集成RS 为 GIS 提供了丰富的数据源，而 GIS 则可以对遥感数据进行处理、分析和管理。
例如，将遥感影像进行分类处理后，可以导入 GIS中与其他地理数据进行叠加分析。
（2）GPS 与 RS 的集成GPS 可以为遥感影像的获取提供精确的空间定位信息，有助于提高遥感数据的精度和准确性。
（3）GPS 与 GIS 的集成GPS 可以实时获取地理对象的位置信息，并将其更新到 GIS 数据库中，实现动态监测和管理。
2、完全集成将RS、GIS 和GPS 三者进行深度融合，构建一个统一的系统平台。
在这个平台上，可以实现数据的实时采集、处理、分析和应用，大大提高了工作效率和决策的科学性。
3s技术集成
地面上的任何物体（即目标物），如大气、土地、水体、植被和人 工构筑物等，在温度高于绝对零度（即0°k=-273.16℃）的条件下， 它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。 当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就 会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的 物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射 率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥 感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反 射光谱相比较，从而可以对地面的物体进行识别和分类。
利 用 机 载 和 地 面 GPS 接 收机进行载波相位差分 GPS 定 位 以 确 定 传 感 器 的空间位置 ， 实现摄影 测量与遥感定位 。可大 量免除野外作业。
空 中 三 角 测 量 软
3．GIS与遥感的集成及具体技术
现状
地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统， 而遥感影象是空间数据的一种形式，类似于GIS中 的栅格数据。因而，很容易在数据层次上实现地理 信息系统与遥感的集成 ； 实际上，遥感图像的处理和GIS中栅格数据的分析 具有较大的差异，遥感图像处理的目的是为了提取 各种专题信息，其中的一些处理功能，如图像增强、 滤波、分类等，并不适用于GIS中的栅格空间分析； 目前大多数GIS软件也没有提供完善的遥感数据处 理功能，而遥感图像处理软件又不能很好地处理 GIS数据这需要实现集成的GIS。
测量
主要应用于土地管理、城市规划等领域。 利用GPS和GIS的集成，可以测量区域的面积 或者路径的长度。该过程类似于利用数字化 仪进行数据录入，需要跟踪多边形边界或路 径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据 通过GIS记录，然后计算相关的面积或长度 数据。
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述3S 技术是指遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）这三种技术的集成。
这三种技术各具特点，相互补充，为解决众多领域的问题提供了强大的支持。
遥感技术是一种通过非接触方式获取目标物体信息的技术。
它利用传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信号，并对这些信号进行处理和分析，从而获取地表物体的特征和状态信息。
遥感技术具有大面积同步观测、时效性强、数据综合性和可比性等优点，能够快速提供大面积的地表信息。
地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理空间数据与属性数据相结合，进行空间分析和建模，为决策提供支持。
GIS 具有强大的空间分析能力、数据管理能力和可视化表达能力，能够对复杂的地理现象进行深入分析和研究。
全球定位系统是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 具有高精度、全天候、全球覆盖等优点，广泛应用于导航、测绘、地质勘探等领域。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成不是简单的叠加，而是通过数据融合、系统集成和功能互补等方式，实现更强大的功能和更广泛的应用。
数据融合是 3S 技术集成的基础。
通过将遥感获取的图像数据、GPS 测量的位置数据和 GIS 中的地理空间数据进行融合，可以获得更全面、更准确的地理信息。
例如，将遥感图像与GPS 定位数据相结合，可以实现对遥感图像的精确定位和校正；将遥感数据和GIS 数据融合，可以进行土地利用变化监测、森林资源调查等。
系统集成是将 3S 技术的硬件和软件进行集成，形成一个统一的系统平台。
例如，将遥感传感器、GPS 接收机与 GIS 软件集成在一起，可以实现数据的实时采集、处理和分析，提高工作效率和数据质量。
3S技术的集成技术
3S技术的集成与应用重点3S技术的集成：由英文Integration一词翻译而来包含有使完整、整合、融合、合而为一等含义，其核心含义是要在不同的部分之间建立一种有机的联系。
目的：多源信息（多时相、多尺度、多类型）在同一坐标系的动态管理、分析与应用。
地理信息系统（GIS , Geographic Information System）：以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
简言之，地理信息系统是综合处理和分析空间数据的一种技术系统。
全球定位系统（GPS）：Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System 简称GPS，有时也被称作NA VSTAR GPS遥感（Remote Sensing)：指遥远的感知，它是从不同高度的遥感平台(Platform)上，使用各种传感器(Remote Sensor)，接收来自地球表层各类地物的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离的探测和识别的综合技术。
集成的模式分为：广度：建立了联系的子系统或要素的多少，包括三种两要素集成方式（GIS+RS / GIS+GPS / RS+GPS）和一种三要素集成方式（GIS+GPS+RS）。
深度：联系的紧密程度，包括三个层次，即数据层次的集成、平台层次的集成和功能层次的集成。
数据层次的集成，是通过数据的传递来建立子系统之间的联系，此时平台处于分离状态，数据传递要通过网络或人工干预完成，故效率较低。
平台层次的集成是在一个统一的平台中分模块实现两个以上子系统的功能，各模块共用同一用户界面和同一数据库，但彼此保持相对的独立性。
功能层次的集成是一种面向任务的集成方式，此种集成方式同样要求平台统一，数据库统一，界面统一，不同的是，它不再保持子系统之间的相对独立性，而是面向应用设计菜单、划分模块，往往在同一模块中包括了属于不同子系统的功能实现。
3S集成与应用
3S集成与应用Integration and Application of RS, GIS and GPS课程编号：学分：3学时：48（讲课：38学时；上机：10学时）课程性质：选修先修课程：遥感原理、地理信息系统原理、全球定位系统原理、遥感数字图像处理适用专业：遥感科学与技术专业本科生教材：开课院系：遥感学院遥感科学与技术系一、课程的性质和任务“3S”集成是指将遥感RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS这三种对地观测新技术及其他相关技术有机的集成在一起。
这一新技术在国际上尚处于起步阶段，在国内还属于理论探讨阶段。
本课程主要是为了把这一领域的最新进展介绍给学生，为他们进一步学习和研究工作打下坚定的基础。
通过课程学习，要求学生在掌握3S集成相关定义与基本理论的基础上，通过对3S集成系统中一些关键技术的了解，重点掌握3S技术中两两集成的方法与具体应用。
二、教学内容和要求（要求分为掌握、熟悉、理解、了解、初步了解等）1、绪论（2学时）掌握3S集成的定义；了解3S集成与Geomatics和数字地球的关系，以及3S集成在Geomatics和数字地球中的作用与地位；了解3S集成中需要解决的基本理论与关键技术；熟悉3S集成与应用的现状及发展；掌握实际应用中可能的3S集成模式。
2、3S集成系统的关键技术（10学时）理解3S集成系统的数据结构；掌握集成系统中一体化数据的组织与管理方法；理解空间数据挖掘的定义及其常用方法；了解多尺度、多时相、多类型数据在各种介质和终端上的可视化问题；了解3S集成系统构成的主要硬件组成和3S软件系统的不同集成方式。
3、遥感与地理信息系统的集成与实现（12学时）熟悉RS与GIS的集成方法：掌握RS数据对GIS数据库的更新作用；掌握GIS辅助RS数据的处理与应用；熟悉基于GIS与RS集成的动态变化分析；了解多源GIS与RS数据的配准方法。
4、地理信息系统与全球定位系统的集成与实现（6学时）熟悉GIS与GPS的集成方法；理解GIS对GPS数据的组织与管理、GPS技术对GIS空间数据的实时更新和采集；掌握GIS与GPS的集成在实时定位、数据测量与采集和监控导航等方面的原理与应用。
3S集成原理及应用
名词解释:1 多光谱合成图像：multi-spectral posite imagery ，把同一地区多光谱影像，配以红、绿、蓝等多波段图像进行校正、配准、融合形成的图像。
2. 二值图像：binary image ，是指每个像素不是黑就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。
3. 非监督分类：是以不同影像地物在特征空间中类别特征的差别为依据的一种无先验（已知）类别标准的图像分类，是以集群为理论基础，通过计算机对图像进行集聚统计分析的方法。
根据待分类样本特征参数的统计特征，建立决策规则来进行分类。
而不需事先知道类别特征。
把各样本的空间分布按其相似性分割或合并成一群集，每一群集代表的地物类别，需经实地调查或与已知类型的地物加以比较才能确定。
是模式识别的一种方法。
4. 辐射校正：radiometric correction ，是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
5. 几何配准：geometric registration ，将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得的同一地区的图像（数据），经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。
6. 拓扑关系：topological relation ，指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。
即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。
7. 导航电文：导航卫星信号一般由3部分组成：载波信号、伪随机噪声码（测距码）和数据码。
其中，数据码是卫星以二进制码流形式发送给用户的导航定位数据，通常称为导航电文。
导航电文（Navigation Message ）是由GPS卫星在L1和/或L2信号上，以50bps电文包含播发的1500bit导航电文。
电文包含有系统时间、时钟改正参数、电离层延迟模型参数、卫星星历及卫星健康状况、由C/A码捕获P码的信息等。
这是为了给用户提供时间、位置坐标。
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述在当今科技迅速发展的时代，3S 技术作为一种强大的工具，正广泛应用于各个领域。
那么，什么是 3S 技术呢？3S 技术是指遥感（Remote Sensing，简称 RS）、地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）这三种技术的集成与融合。
遥感技术，简单来说，就是通过非接触的方式获取目标物体的信息。
它就像我们的“高空眼睛”，能够从遥远的距离感知地球表面的各种现象和物体，比如土地利用、植被覆盖、水体分布等。
地理信息系统则像是一个巨大的“数字地图库”，它能够对地理数据进行采集、管理、分析和展示。
我们可以利用 GIS 来处理和分析空间数据，帮助我们做出决策和规划。
全球定位系统，大家可能比较熟悉，它能为我们提供精确的位置信息，无论是在陆地、海洋还是空中，都能准确告诉我们所在的位置。
二、3S 技术的集成这三种技术并不是孤立存在的，它们的集成能够发挥出更强大的作用。
首先，GPS 可以为 RS 和 GIS 提供精确的位置信息。
比如，在进行遥感图像的获取时，GPS 能够确定遥感设备的位置和姿态，从而提高遥感图像的精度。
RS 为 GIS 提供了大量的数据源。
通过遥感获取的图像和数据，可以输入到 GIS 中进行进一步的分析和处理。
GIS 则可以对 GPS 和 RS 获取的数据进行综合管理和分析，生成有用的信息和决策支持。
这种集成不是简单的相加，而是通过数据的交互、算法的融合以及功能的互补，实现了“1 ＋ 1 ＞2”的效果。
三、3S 技术在资源调查中的应用在资源调查方面，3S 技术大显身手。
比如说，对于森林资源的调查，利用遥感技术可以快速获取大面积的森林覆盖信息，包括森林的类型、面积、分布等。
GPS 则可以帮助调查人员准确到达指定的调查地点，进行实地观测和样本采集。
3S技术与集成
3S参数及主要特征（P6）�"3S"集成的关键技术集成的关键技术可分为五个方面（1）多源、多时相、多尺度信息的获取技术（2）多源、多时相、多尺度信息的集成技术（3）空间信息的动态管理与综合分析技术（4）"3S"技术集成的数据通信与交换技术（5）"3S"技术集成的虚拟现实与可视化技术RS遥感定义：通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获得其反射、散射和辐射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术主动遥感：传感器主动的发射一定的电磁波能量并接收目标的后向散射信号。
被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。
遥感的特点与应用：大面积同步观测、时效性强、数据的综合性和可比性好、较高的经济效益和社会效益、一定的局限性、大面积实时观测、信息客观真实、20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类脱离地球从太空观测地球电磁波普：按电磁波在真空中的传播波长和频率，递增或递减的排列，则构成了电磁波普大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段地球辐射的分段特性：1）0.3-2.5微米波段（主要在可见光与近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略。
2）2.5-6.0微米波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射为被动遥感的辐射源。
3）6.0以上的红外热波段，地球自身的辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。
植被的波普特征：1）可见光波段：在0.45微米附近区间兰色波段有一个吸收谷，在0.55微米附近区间绿色波段有一个反射峰，在0.67微米附近区间红色波段有一个吸收谷。
2）近红外波段：从0.76微米处反射率迅速增大，形成一个爬升的陡坡，至1.1微米附近有一个峰值，反射率最大可达50%，形成植被的独有特征。
3）中红外波段：1.5-1.9微米光谱区反射率增大，在1.45微米，1.95微米和2.7微米为中心的附近区间受到绿色植物含水量的影响，反射率降低，形成低谷。
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植物的光谱特征
在近年随着高光谱遥感的兴起而发展起来的光谱数据分析技术中， 植被“红边”位移现象是研究最多、成效显著的成果之一。“红 边”定义为反射光谱的一阶微分最大值所对应的光谱位置，通常 位于0.68-0.75µm之间。 当绿色植物叶绿素含量高，生长旺盛时，“红边”会向波长增加 的方向偏移，称“红移”。当植物由于受金属元素“毒害”、感 染病虫害、污染受害或者缺水缺肥等原因而“失绿”时，则“红 边”会向波长短的方向移动，称“蓝移”。
NDVI ( NIR R) ( NIR R)
植被指数
原始影像数据 NDVI植被指数 垂直植被指数（PVI）： 在红光波段与近红外波段的二维坐标 系内，土壤的光谱响应表现为一条斜线——即土壤亮度线。植 物像元到土壤亮度线的垂直距离定义为垂直植被指数。 叶面积指数LAI：是指每单位土壤表面积的叶面面积比例,它对 植物光合作用和能量传输是十分有意义的。
植被指数
比值植被指数（RVI）：可见光红波段与近红外波段的数值比， 比值植被指数能增强植被与土壤背景之间的辐射差异，被广泛 用于估算和监测绿色植物生物量。
RVI NIR R
差值植被指数（DVI）：又称环境植被指数，被定义为近红外 波段与可见光红波段数值之差。
DVI NIR R
归一化植被指数（NDVI）：近红外波段与可见光红波段数值 之差和这两个波段数值之和的比值，它是植被生长状态及植 被覆盖度的最佳指示因子，与植被分布密度呈线性相关，因 此又被认为是反映生物量和植被监测的指标。
卫星测高技术
卫星测高技术是指利用卫星载体携带的高度计，实时测量地球表 面高度随时间的变化信息，早期的测高卫星主要用于测量全球海 平面的高度及其随时间的变化信息。其典型代表是欧洲和美国联 合开发的Topex/Poseidon卫星，其测量精度达到2-3cm。 卫星测高技术的主要原理 利用GPS卫星和地面卫星跟踪 系统，实时计算出测高卫星的 运行轨迹，从而实时得到卫星 距地球 质心的高度； 利用星载高度计实时计算卫星 到星下点瞬时海面的高度； 计算星下点的椭球高度。考虑 到地球是一个扁圆的旋转椭球 体，因此还需要考虑椭球的影 响。
植被遥感应用
水体遥感
水体遥感是通过对遥感影像的分析，获取水体的分布、泥沙、有 机质等状况和水深、水温等要素信息，从而对一个地区的水资源 做出评价，为水利、交通、航运和资源环境部分提供决策服务
在可见光波段，水体的反射率总体较低，一般为4%-5%，并随着 波长的增加而降低； 波长大于0.75μm的水体几乎被全部吸收，因此在近红外波段清 澈的水体呈现黑色； 水体在微波1mm-30cm范围内的发射率较低约为0.4%，平坦的水 面，后向散射很弱，因此在侧视雷达上，水体呈现黑色。
第六章 遥感应用及3S技术集成
主要内容
遥感应用 3S集成应用
植被遥感
植被调查是遥感的重要应用领域；主要用于确定植被的类型、分布 及长势
植物的光谱特征
在可见光的0.55µm附近有一个小反射峰。 在0.45µm和0.65µm附近有两个明显的吸收谷。 在0.7-0.8µm是一个陡坡，反射率急剧增高。 在近红外波段0.8-1.3µm之间形成一个高的反射峰。 在1.45µm，1.95µm和2.6-2.7µm处有三个吸收谷。
海洋遥感卫星
ENVISAT卫星是欧空局的对地观测 卫星系列之一，于2002年3月1日发 射升空。该卫星是欧洲迄今建造的 最大的环境卫星。Envisat-1主要 用于监视环境，对地球表面和大气 层进行连续的观测，供制图、 资 源勘查、气象及灾害判断之用 在ENVISAT-1卫星上载有多个传感器： 先进的合成孔径雷达； 中等分辨率成像频谱仪，用于海洋颜色监测。 先进的跟踪扫描辐射计，供精确的海洋表面温度测量和陆地特 性观察。 先进的雷达高度计，可确定风速，提供海洋循环信息。 微波辐射计，测量大气层中的水含量（云、水蒸汽和雨滴）。
地质遥感
地质遥感的是通过对遥感影像解译确定一个地区的岩石性质和 地质构造，分析构造运动的状况；其实岩性和地质构造的识别 是地质遥感的基础。
岩石的反射光谱特性与岩石本身的 矿物成分和颜色密切相关，此外， 还受岩石的颗粒物大小和表面粗糙 度的影响。
土壤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ感
根据电磁波辐射原理，通过各种传感器远距离接收土壤反射或 发射的电磁波谱信号，通过分析这些图像和数据可以掌握土壤 特性、土壤类型、分布规律和利用现状。从而绘制土壤图，计 算土壤类型分布面积。
植物的光谱特征
影响植物光谱的因素除了植物本身的结构特征，同时也受到外 界的影响。 外界影响主要包括季节的变化，植被的健康状况，植物的含水 量的变化，植株营养物质的缺乏与否等等。但外界的影响总是通过 植物本身生长发育的特点在有机体的结构特征反映出来的。
不同颜色的植物的光谱曲线
不同含水量的植物的光谱曲线
赤潮是因海水富营养化加上其它 环境条件，海洋浮游植物短期内 大量繁殖、聚集而引起海水变色 的一种现象，本质也是水体富营 养。
此外，根据水体反射光谱曲线的不同，水体遥感可以广泛应用于 水体温度的探测、水体污染的探测和水深的探测
水体遥感
洞庭湖区域洪水淹没范围
鄱阳湖区域洪水淹没范围
卫星遥感水体叶绿素浓度专题图
3S组成及功能
遥感具有快速、实时、动态获取空间数据信息的功能，为地理信 息系统提供及时、准确．综合和大范围的资源和环境数据。并可 以根据需要及时更新GIS数据库。 GIS对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现， 为遥感信息的提取与分析应用提供重要手段和辅助数据资科．大 大提高遥感数据的自动分类精度。 GPS具有实时、连续地确定地球表面任意地点上的经纬度与高程， 以及物体和现象的三维速度与精确时间的能力，可以为 GIS提供准 确的空间定位数据．通过识别遥感图像上的地面控制点及样本像 元类型，为图像几何校正、投影变换及分类服务。
不同类型的土壤的光谱反射曲线
不同有机质含量的土壤的光谱反射曲线
高光谱遥感
高光谱图像(Hyperspectral Image)通常指光谱分辨率在10nm数 量级范围内的光谱图像。
高光谱与一般遥感的主要区别 在于：高光谱遥感的成像光谱 仪可以分离成几十甚至数百个 很窄的波段类接收信息，每个 波段宽度仅10nm；所有波段的 光谱连在一起可以组成一个连 续的光谱曲线；光谱覆盖范围 从可见光到热红外的全部电磁 辐射波谱范围。
海洋遥感卫星
海洋二号卫星：2011年8月16日发射， 是中国第一颗海洋动力环境卫星，其 主要使命是监测和调查海洋环境，获 得包括海面风场、浪高、海流、海面 温度等多种海洋动力环境参数，直接 为灾害性海况预警预报提供实测数据； HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校 正微波辐射计以及DORIS、双频GPS和激光测距仪。雷达高度计 用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素，微波散 射计主要用于全球海面风场观测，扫描微波辐射计主要用于获 取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、 海冰和降雨量等，校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气 水汽校正服务。
地理信息系统
地理信息系统是以电子计算机为核 心、以遥感枝术、数据库技术、信 息传输、图像处理技术为手段，以 航天遥感、航空遥感、地形图、专 题地图、监测网信息、统计信息、 实况调查信息以及其他联网信息为 信息源，运用系统工程和信息科学 的理论，按统一地理坐标和统一分 类编码，对地理信息进行数据收集、 存储、处理、运算、综合分析、显 示和应用、为规划、管理、决策和 研究提供所需的技术系统。概括的 说，GIS就是采集、存储、管理、 处理和综合分析地理信息，并输 出数据和提供图形服务。
水体遥感
遥感可以探测的水中悬浮物有两种，一种是无机的泥沙，一种是 有机叶绿素；
不同泥沙含量水体的光谱曲线
含有泥沙的浑浊水体与清水相比，光谱反射特征存在以下差异： 浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水； 波谱反射峰值向长波方向移动； 随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反 射能力加强; 波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体的穿透力较强，可反 映出水面下一定深度的泥沙分布状况。
反射曲线的蓝移现象
植被指数
遥感图像上的植被信息，主要通过植物光谱特性及其差异、变 化而反映的；不同光谱通道所获得的植被信息与植被不同要素 或某种特征状态有相关性； 对于复杂的植被遥感，仅用个别波段或多个单波段数据分析对 比来提取植被信息是相当局限的。多光谱遥感数据经分析运算 （加、减、乘、除等线性或非线性组合方式），产生某些对植 被长势、生物量等有一定指示意义的数值——即所谓的“植被 指数”。它用一种简单有效的形式来实现对植物状态信息的表 达，以定性和定量地评价植被覆盖、生长活力及生物量等。 植被指数中，通常选用植物光谱中的最典型的波段，即对绿色 植物（叶绿素引起的）强吸收的可见光红波段和对绿色植物 （叶内组织引起的）高反射的近红外波段。
高光谱遥感特点
波段多，波段宽度窄 光谱响应范围广，光谱分辨率高：光谱分辨率达到纳米级， 一般为10nm左右，精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特 征。 可提供空间域信息和光谱域信息，即“谱像合一”：由成像 光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相 类比。 数据量大，信息冗余多：高光谱数据的波段众多，其数据量巨 大，而且由于相邻波段的相关性高，信息冗余度增加。 高光谱遥感具有很好的光谱信息因此在地质调查、植被制图、大 气遥感、水文及冰雪制图、环境与灾害以及城市环境中有着广泛 的应用。
海洋遥感
海洋遥感（ocean remote sensing）利用传感器对海洋进行远距 离非接触观测 ，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。 遥感方式有主动式和被动式两种： 主动式遥感：先由遥感器向海面发射电磁波，再由接收到的 回波提取海洋信息或成像。这种传感器包括侧视雷达、微波 散射计、 雷达高度计、激光雷达和激光荧光计等。 被动式遥感：传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天 空光的能量，从中提取海洋信息或成像。这种传感器包括各 种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。