环境遥感技术

引言

随着全球环境问题日益突出，环境灾害与环境事故频发，卫星遥感技术在环境监测与管

理中得到大量应用， 在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧

洲的一些国家近年来都在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外

卫星传感器提供数据的空间分辨率已从公里级发展到亚米级，重复观测频率从月周期发展到

几小时，光谱波段跨越了可见光、红外到微波，光谱分辨率从多波段引言 随着全球环境问

题日益突出，环境灾害与环境事故频发，卫星遥感技术在环境监测与管理中得到大量应用，

在环境保护中发挥的作用受到国际社会的高度重视。美国、日本及欧洲的一些国家近年来都

在大力发展环境遥感监测技术。目前在轨运行的和计划发展的国内外卫星传感器提供数据的

空间分辨率已从公里级发展到亚米级， 重复观测频率从月周期发展到几小时，光谱波段跨

越了可见光、红外到微波，光谱分辨率从多波段广，是当前环境保护管理的重要技术手段之

一 ，为我国环境可持续发展发挥重要作用。

１ 卫星遥感技术在环境保护应用中的主要进展

１．１ 水环境遥感监测技术进展 水环境遥感监测技术由于遥感机理不同分为海洋水色

卫星遥感和内陆水体卫星遥感。内陆水体环境比海洋水体环境复杂得多，水域面积相对小且

污染类型多样， 要

成绩

中国农业大学 课程论文

（2011-2012学年秋季学期）

论文题目： 遥感技术 课程名称： 信息技术专题 任课教师： 班 级： 131 学 号： 130 姓 名：

遥感技术

摘要

农业遥感系指利用遥感技术进行农业资源调查，土地利用现状分析，农业病虫害监测，农作物估产等农业应用的综合技术，可通过遥感集市云平台获取农作物影像数据，包括其农作物生长情况、预报预测农作物病虫害。它是将遥感技术与农学各学科及其技术结合起来，为农业发展服务的一门综合性很强的技术。主要包括利用遥感技术进行土地资源的调查，土地利用现状的调查与分析，农作物长势的监测与分析，病虫害的预测，以及农作物的估产等。结合地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等其他现代高新技术，可以实现农情信息收集和分析的定时、定 量、定位，客观性强，不受人为干扰，方便农事决策，使发展精准农业成为可能。

英文：

Agricultural remote sensing refers to the use of remote sensing

环境遥感

第一章 绪论

一 遥感的概念：遥远的感知。是通过遥感器远距离不接触对象地采集目标对象的数据，并通过对数据的分析来获取有关地物目标、地区或想象的信息的一门科学和技术。

遥感数据通常是电磁波的范畴。即利用航天、航空（包括近地面）遥感平台上的遥感仪器，获取地球表层（包括陆圈、水圈、生物圈和大气圈）特征的反射或发射电磁辐射能对数据，通过数据处理和分析，定性、定量地研究地球表层的物理过程、化学过程、生物过程、地学过程，为资源调查及环境监测等服务。

这里环境遥感，我们是把地球作为要遥感对象。是以地磁波与地球表面物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术。

二 遥感过程

遥感过程包括遥感数据获取---数据处理、分析---数据应用等的全过程。 遥感的理论基础是建立在物体电磁波辐射原理基础上的。遥感成像原理就是基于感应和记录地物反射和发射的电磁辐射能量。

遥感数据获取系统大致分为四个部分：辐射源、大气窗口、目标和传感器。

遥感过程图

1能源 遥感分为被动和主动遥感。所有的被动遥感所利用的能源是太阳辐射能。太阳能的波普范围，包括紫外，可见光、红外等。它的强度随时间、地点而变化。被动遥

遥感应用模型—— 水环境遥感监测

武汉大学遥感信息工程学院 巫兆聪 教授 zcwoo@http://www.77cn.com.cn

Contents1

水环境概述2

水环境遥感原理3

水资源遥感监测4

水体富营养化遥感监测5

悬浮固体遥感监测有色可溶性有机物遥感监测5

1

水环境概述

一、水环境 1 水环境水环境是由地球表层水圈所构成的环境， 它包括在一定时间 内水的数量、空间分布、运动状态、化学组成、水生生物种群和水

体的物理性质。水环境按其范围大小，可分为区域水环境(如流域水环境、城 市水环境等)、全球水环境。

就特定区域而言，水环境又可分为地表水环境和地下水环境。

一、水环境 2 水体水体有两层含义： 一般指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋的总称；

在环境学领域中，水体包括水中的悬浮物、溶解有机物质、底 泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体。 水环境污染研究中， “水”与“水体”的概念区分十分重要。 例如，重金属污染物易从水转移到底泥中，着眼于水，似乎未受污 染，但从水体看，则受到较严重的污染，成为长期的次生污染源。

3 I类水体与II类水体根据水色遥感的研究对象，可以分为大洋开阔水体遥感、近岸水体遥感和内陆水体遥感。 Ⅰ类水体即大洋开阔水体，其光学特

遥感技术应用论文

遥感技术是指从地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行器上，利用各种波段的遥感器，通过摄影、扫描、信息感应，识别地面物质的性质和运动状态的技术，具有遥远感知事物的意思。

遥感技术的应用 1、地质遥感 2、林业遥感 3、测绘遥感 4、军事遥感 5、农业遥感

农业遥感是指利用遥感技术进行农业资源调查，土地利用现状分析，农业病虫害监测，农作物估产等农业应用的综合技术，是当前遥感应用的最大用户之一。在2007年的中央一号文件中写到“鼓励有条件的地方在农业生产中积极采用全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感和管理信息系统等技术。”可见遥感在农业中的重要地位。

①．农作物估产与监测 2004年以来，利用遥感估产运行系统得到的冬小麦、玉米的长势、墒情、面积和产量监测结果一直纳入农业部“农情信息发布日历”,成为农业部粮食会商的3大信息渠道之一,通过农业部官方网站对外发布。像遥感站所进行的冬小麦监测、玉米监测就是遥感估产运行系统中的地面调查系统。

②．在病虫害防治中的应用 在小麦生产中，小麦条锈病是损失大、危及范围最广的一种病害。长期以来，我国对小麦条锈病的监测工作仅限于田间取样调查。但是，针对大面积病害的监测，采用人工调查不仅耗费大量人力物力

第3章 水环境遥感

内容提要

3.1 水体的光谱特性 3.2 水资源遥感 3.3 水体污染监测

3.3.1 内陆水体污染遥感监测 3.3.2 海洋污染遥感监测 3.4 水质参数遥感反演

3.1 水体的光谱特性

3.1 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 ：

3.1 水体的光谱特性

由高度为Z的传感器接收到的遥感光谱信号L可用下式表示：

3.1 水体的光谱特性

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。

3.1 水体的光谱特性

纯水在 400～ 1100 nm之间的吸收和散射特性

3.1 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

资源环境遥感课件

第四章：环境遥感图像解译概述： 遥感图象解译：通过遥感图象所提供的各种信息特 征进行分析、推理与判断，最终达到识别目标或现 象的过程。 遥感信息提取的两个途径： 目视解译：解译者的知识和经验在识别解译中起主要作 用，但难以实现对海量空间信息的定量化分析； 计算机数字图象处理：速度快，数据处理方式灵活多 样，但是整个处理过程多是以人机交互方式进行的，各种 处理算法的好与坏往往离不开人工解译或人的经验与知识 介入。

两种方法各有利弊，两者的结合才更为有效。

资源环境遥感课件

第四章：环境遥感图像解译概述：

人工目视判读结果图

计算机数字图象处理结果图

资源环境遥感课件

第四章：环境遥感图像解译概述： 遥感影像解译人员必须具备： 遥感系统知识 ：每张图像是怎样形成的；不同的遥感 器是如何描述景观特征的，它采用了何种电磁波谱段，具 有多大的分辨率，用什么方式记录图像，以及这些因素是 如何影响图像，怎样从影像中得到有用信息等； 专业知识：指需要熟悉所解译的学科及相关学科的知 识。包括对地物成因联系、空间分布规律、时相变化以及 地物与其他环境要素间的联系等知识 ； 地理区域知识：指区域特点、人文自然景观等 ，解译

者对这一地区的了解能帮助直接识

一 名词解释：

电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列起来，这就是电磁波谱。 主动遥感：【运用人工产生的特定电磁波照射目标物，再根据接收到的从目标物反射回来的电磁波特征来分析目标物的性质、特征和状态的遥感技术。】 被动遥感：【运用遥感器接收来自目标物的反射和辐射电磁波谱，并根据其特征对目标物探测的遥感技术。】 紫外遥感：【探测波段在0 .001 ~ 0.38 μm之间的遥感称为紫外遥感。】

可见光遥感:【指传感器工作波段限于可见光波段范围0.38 ~ 0.76μm之间的遥感技术。】 红外遥感：【探测波段在0.76 - 1000μm之间的遥感称为红外遥感。】 微波遥感：【探测波段在1mm - 1m之间的遥感称为微波遥感。】

镜面反射: 镜面反射是指物体的反射满足反射定律，反射角=入射角。当发生镜面反射时，对于不透明物体，其反射能量等于入射能量减去物体吸收的能量。

漫反射: 如果入射电磁波波长λ不变，表面粗糙度h逐渐增加，直到h与λ同数量级，这时整个表面均匀反射入射电磁波。

混合反射: 表面粗糙度中等实际地物表面由于地形起伏，在某个方向上反射最强烈，这种现象称为混合反射。是镜面

遥感技术在生态环境评价中的应用分析

摘 要 在应用遥感卫星和实地调查相结合的情况下，清晰准确地对营口地区的综合生态环境做以调查，对生态资源结构科学合理地做出规划，对全市生态环境变化的趋势做出精准的分析，以上这些对于一个生态市的建设以及科学发展观的落实都有其重要的现实意义和理论意义。

关键词 遥感技术；生态环境；城市生态水平

0引言

美国太空总署在20世纪70年代初期，成功发射了人类首颗地球资源技术卫星，在当时引起了重大反响。在运行了一段时间之后，从太空向地球传回来许多有研究价值的卫星图像，一时间卫星遥感技术开始在各个国家被引起广泛关注。卫星遥感技术是人类的新兴科技，其中包含了很多学科：电子技术、计算机科学技术、光学理论、空间理论、生物学理论以及地学等等，只有将这些学科综合起来才能致力于卫星系统的开发与研究，是当今高新科学领域的尖端技术。

在生态环境领域，传统的勘测方式，在耗费人力物力的同时，还得不到理想的效果。并且调查的周期十分漫长，不能够对城市环境的实际情况做出及时的反馈。当遥感技术被应用在生态环境调查以后，不但可以及时准确地实时反映城市的资源状况和变化趋势，数据也可以准确及时地得到反馈，在实时监控了城市生态环境的同时，还可以对动态进行

《遥感技术概论》复习提纲

一、练习题

遥感的概念、定义、发展状况 遥感技术主要建立在什么原理之上？ 哪些波、场可用于遥感？ 电磁波谱？波谱排列次序 基尔霍夫定律 绝对黑体

斯忒藩-玻尔兹曼公式 太阳常数

地球大气的4层分布 什么叫做大气散射？ 散射的方式？

何种情况下发生米氏散射、均匀散射、瑞利散射？ 大气屏障与大气窗口 均匀朗伯体 发射率 热惯量的特性

电磁波反射的三种形式 反射率

树叶呈现绿色的成因 地物波谱特性？

地物反射波谱特性曲线？

测量地物反射波谱特性曲线的3种主要作用？ 地物波谱特征（反射波谱）测定的原理？ 遥感平台有哪些种类？ 升交点赤经? 近地点角距?。

卫星轨道6参数（轨道根数）？ 卫星姿态角测定有哪些仪器？ 何谓“与太阳同步轨道”？ 遥感卫星的规道特征？轨道类型？

何谓“小卫星”？简述小卫星的主要特点？

Landsat1-3卫星运行特点？

SPOT-1~4产品中2A与3B表示什么？ 遥感中使用的传感器大体上分为哪几个类型？ 传感器的基本组成部分？

扫瞄成像类传感器有哪两种主要的形式？举例说明 雷达的方位分辨率 雷达的距离分辨率

雷达立体图像的构像特点？

导出相干雷达地面高程值h的计算公式。 模拟图像与数字图像有什么区别