遥感应用模型考试

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

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

遥感应用

实验四 地图编制

5.1 概述

专题地图的生成是遥感图像经预处理、图像计算、图像分类后最终形成的可视化的结果，它为用户提供了最直观的视觉感受，所以专题地图的制作也有其重要的意义。

5.2 实验目的

通过本次上机实验，初步学习利用ERDAS软件编制地图。

5.3 实验原理

ERDAS的地图编制过程一般包括6个步骤：首先是根据工作需要和制图区域的地理特点进行地图图面的整体设计，设计内容包括图幅大小尺寸、图面布置方式、地图比例尺、图名及图例说明等；然后需要准备地图编制输出的数据层，也就是要在视窗中打开有关的图像或图形文件；再就是启动地图编制模块，正式开始制作专题地图；在此基础上确定地图的内图框，同时确定输出地图所包含的实际区域范围，生成基本的输出图面内容；在主要图面内容周围放置图廓线、格网线、坐标注记，以及图名、图例、比例尺、指北针等图廓外要素。

5.4 实验过程

5.4.1 准备制图数据

（1）在视窗菜单条中单击File|Open|Raster Layer命令，打开加载图像对话框。 （2）确定图像文件名：modeler_output.img。 （3）定义图像显示参数：Fit to Frame。 （4）单击OK按钮。

图5-1 勾选Fit to

1) 传感器

2) 高度计、散射计的测风原理

3) 微波遥感特点

答：微波遥感就是通过探测物体对微波的反射或自身的微波辐射，来感知物体形态和结构组织的。微波具有很好的穿透能力，故具有全天候、全天时的特点，不受云层、 浓雾等天气的影响，也不受日夜光照条件变化的限制。这些特点正好弥补了光学遥感器的缺点，因此成为航天遥感器的新宠和各国竞相开发研究的热点。

4) 偏振（极化）

答:如果一束平面电磁波的电矢量场都在一个平面内，则称之为线性极化或线性偏振。 电磁波在传播时，传播的方向和电场、磁场相互垂直，我们把电波的电场方向叫电波的极化。如果电场矢量端点随时间变化的轨迹是一直线，这种波称作线极化波。线极化波又分为水平极化和垂直极化，电波的电场垂直于地面的是垂直极化波，平行于地面的是水平极化波。如果电场矢量的方向随时间变化，矢量端点的轨迹是一个圆，这种波称作圆极化波。

5) 大地水准面

答：大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面，是正高的基准面。

6) 参考椭球面

7) 辐亮度

沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量。

8) 光谱辐亮度

答：在单位波段内沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量。

9) 方位分辨率、距离分

1) 传感器

2) 高度计、散射计的测风原理

3) 微波遥感特点

答：微波遥感就是通过探测物体对微波的反射或自身的微波辐射，来感知物体形态和结构组织的。微波具有很好的穿透能力，故具有全天候、全天时的特点，不受云层、 浓雾等天气的影响，也不受日夜光照条件变化的限制。这些特点正好弥补了光学遥感器的缺点，因此成为航天遥感器的新宠和各国竞相开发研究的热点。

4) 偏振（极化）

答:如果一束平面电磁波的电矢量场都在一个平面内，则称之为线性极化或线性偏振。 电磁波在传播时，传播的方向和电场、磁场相互垂直，我们把电波的电场方向叫电波的极化。如果电场矢量端点随时间变化的轨迹是一直线，这种波称作线极化波。线极化波又分为水平极化和垂直极化，电波的电场垂直于地面的是垂直极化波，平行于地面的是水平极化波。如果电场矢量的方向随时间变化，矢量端点的轨迹是一个圆，这种波称作圆极化波。

5) 大地水准面

答：大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面，是正高的基准面。

6) 参考椭球面

7) 辐亮度

沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量。

8) 光谱辐亮度

答：在单位波段内沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量。

9) 方位分辨率、距离分

浅谈对遥感学科、专业、遥感应用与发展的认识

摘要

遥感技术是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术，为现代前沿科学技术之一，具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天，遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善，服务领域因之而不断扩展，受到普遍重视，显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。

关键词

遥感 发展现状 发展趋势 应用范围

引言

遥感作为一种空间数据的获取方法，遥感技术及其图像信息处理信息技术集合了空间、电子、光学、计算机、生物学和地学等科学的最新成就，是现代高新技术领域的重要组成部分。主要为GIS提供全天候的实时的遥感影像，之后GIS便拿这些数据进行利用和分析。遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的

绪论思考题

1. 如何理解“遥感” 是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础来探测、研究地面目标的科学。

遥感—是一种远离目标，通过非直接接触而感知、测量、分析并判定目标性质，其空间展布、类型及其数量的探测技术。 广义上的遥感：

泛指一切不接触物体而进行的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 狭义上的遥感：

指不与探测目标相接触，利用传感器（遥感器），把目标的电磁波特性记录下来，通过对数据的处理、综合分析，揭示出物体的特点及其变化规律的综合性探测技术。 地物波谱特性

然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力，这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的；

不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同，具有相异的电磁波谱特性，这是遥感识别目标的前提；

地物波谱特征可通过各种光谱测量仪器测得。遥感的物理基础 任何物体都具有发射、反射和吸收电磁波的 性质，物体与电磁波的相互作用，形成了物 体的电磁波特性，这是遥感探测物体的依据。 2. 遥感的特点（优势）主要有哪些？

遥感的特点（优势）： 面状信息获取： 时效性：快速准确 连

续性：动态观测 多维信息：平面、高程（立体） 生动、形象、直观： 经济：节约人力、

我国卫星遥感应用现状及商业化前景

近年来，在国家政策和体制的推动下，卫星产业逐渐走向“军、民、商”的融合，商业化趋势日益明显。卫星通信、卫星导航已经在市场上逐步站稳脚跟，产业初具规模，与前两者相比，卫星遥感的商业化步伐稍微缓慢，产业化应用还有待进一步开拓。

一、我国卫星遥感应用现状

相比传统的信息获取手段，卫星遥感不仅能获得更广泛和海量的信息资源，在信息的可靠性和准确性方面更是有了质的飞跃，而且这些信息的获取是建立在效率更高、成本更低的基础之上的，为决策部门的工作带来了前所未有的高效、便利。目前，遥感技术的应用已经相当广泛，应用程度也在不断加强。卫星遥感已经在土地利用、城市化及荒漠化监测；农作物、森林等可再生资源的监测和评估、灾害监测和环境监测；对道路、建筑工程的设计、选址；城市规划、土地管理、工程评估等方面发挥着越来越重要的作用。在考古、野生动物保护、牧场管理等各个领域也得到了不同程度的应用。随着遥感技术的不断发展，其应用潜力得到了进一步挖掘，在精细农业、环境评价、数字城市等新领域，遥感技术将发挥重要作用，另外，GIS技术，虚拟现实技术、GPS技术、数据库技术等的快速发展为遥感技术的广泛应用提供了技术支持。

中国遥感技术起步于20世纪70年

我国卫星遥感应用现状及商业化前景

近年来，在国家政策和体制的推动下，卫星产业逐渐走向“军、民、商”的融合，商业化趋势日益明显。卫星通信、卫星导航已经在市场上逐步站稳脚跟，产业初具规模，与前两者相比，卫星遥感的商业化步伐稍微缓慢，产业化应用还有待进一步开拓。

一、我国卫星遥感应用现状

相比传统的信息获取手段，卫星遥感不仅能获得更广泛和海量的信息资源，在信息的可靠性和准确性方面更是有了质的飞跃，而且这些信息的获取是建立在效率更高、成本更低的基础之上的，为决策部门的工作带来了前所未有的高效、便利。目前，遥感技术的应用已经相当广泛，应用程度也在不断加强。卫星遥感已经在土地利用、城市化及荒漠化监测；农作物、森林等可再生资源的监测和评估、灾害监测和环境监测；对道路、建筑工程的设计、选址；城市规划、土地管理、工程评估等方面发挥着越来越重要的作用。在考古、野生动物保护、牧场管理等各个领域也得到了不同程度的应用。随着遥感技术的不断发展，其应用潜力得到了进一步挖掘，在精细农业、环境评价、数字城市等新领域，遥感技术将发挥重要作用，另外，GIS技术，虚拟现实技术、GPS技术、数据库技术等的快速发展为遥感技术的广泛应用提供了技术支持。

中国遥感技术起步于20世纪70年

第八章 遥感图像自动识别分类

名词解释：遥感图像自动分类 光谱特征向量 特征空间 特征变换 特征选择 KL变换 哈达玛变换 KT变换 判别函数 判别规则 错分概率 最大似然法分类 最小距离法分类 监督分类 非监督分类 K均值聚类 混淆矩阵 用户精度 制图精度

1、 遥感图像自动分类：采用决策理论或统计方法，按照决策理论方法，需要从被识别的模式中提取一组反映模式属性的量测值，称之为特征，并把模式特征定义在一个特征空间中，进而利用决策的原理对特征空间进行划分。 2、 光谱特征向量：同名地物点在不同波段图像中亮度的观测量构成一个多维的随机向量X，称为光谱特征向量。

3、 特征空间：传感器接收器输出的是一组n个测量值，这一组几个测量值可以看做是n维空间，称之为特征空间。

4、 特征变换：是将原有的m个测量值集合并通过某种变换，产生n个（n<=m）新的特征，这种方法称为特征变换。

5、 特征选择：从原有的m个测量值集合中，按某一准则选择出n个特征。 6、 KL变换：是一种线性变换，是就均方误差最小来说的最佳正交变换。能够将原来多个波段中的有用信息尽量集中到数目尽可能少的特征图像组中去，达到数据压缩的目的，同时也能使新的特征图像之间互不相关，使新的特征图像包含的信息内容不重叠