长安大学资源与环境遥感

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

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

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

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

武汉大学2005—2006学年下学期 《遥感原理与应用》试卷（A）

学号： 姓名： 院系： 专业： 得分

一、名词解释：（15）

1．绝对黑体 2．大气窗口

3．图像融合 4．距离分辨力

5．特征选择

二、简答题（45）

1． 分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。

2． 遥感图像处理软件的基本功能有哪些？

3． 遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？

4． 写出ISODATA的中文全称和步骤。

5． 比较多光谱TM图像与SAR图像的异同点？

6． 写出MODIS中文全称，指出其特点。

7． 写出与遥感有关的书和专业杂志（至少各3种），遥感的应用领域（至少5个）。

8． 描述像点和地物点之间关系的主要模型有哪些，写出其通用数学模型，指出各自适用的传感器。

9． 根据你所学本课程的知识，你认为影响遥感技术发展的主要因素是什么，你有何见解？

三、论述题（40）

1．若用R代表地学的真实信息，R′代表从遥感图像上提取的信息，我们利用遥感技术的目的之一就是要实现ΔR=R—R′=min，试分析导致ΔR的因素，如何使其min

武汉大学资源与环境科学学院 2018年硕士招生第一批复试名单

考生编号 姓名 报考专业 外国语 55 67 政治业务业务初试理论 课1 课2 总分 69 66 75 70 66 63 64 67 71 71 65 59 59 78 74 75 72 75 62 75 78 65 68 76 73 77 82 109 103 97 94 102 85 96 105 79 92 79 134 126 116 128 107 125 114 108 103 107 98 102 128 93 133 128 131 116 107 134 103 101 117 109 117 120 127 130 128 138 132 129 129 131 141 127 115 329 308 392 378 356 352 346 342 339 337 326 322 321 413 402 393 392 390 387 381 380 379 379 377 358 学习 方式 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 全日制 备注 104868205

中国资源环境的形势与问题

自然资源定义：自然资源:凡是自然物质经过人类的发现，被输入生产过程，或直接进入消耗过程，变成有用途的，或能给人以舒适感，从而产生有价值的东西。 自然资源属性:环境中与人类社会发展有关的、能被利用来产生使用价值并影响劳动生产率的自然诸要素，通常称为自然资源，可分为有形自然资源（如土地、水体、动植物、矿产等）和无形的自然资源（如光资源、热资源等）。自然资源具有可用性、整体性、变化性、空间分布不均匀性和区域性等特点，是人类生存和发展的物质基础和社会物质财富的源泉，是可持续发展的重要依据之一。对自然资源，可分类如下：生物资源，农业资源，森林资源，国土资源，矿产资源，海洋资源，气候气象，水资源等。

人与自然的关系：人类的生存发展依赖于自然，同时也影响着自然的结构、功能与演化过程。人与自然的关系体现在两个方面，一是人类对自然的影响与作用，包括从自然界索取资源与空间，享受生态系统提供的服务功能，向环境排放废弃物；二是自然对人类的影响与反作用，包括资源环境对人类生存发展的制约，自然灾害、环境污染与生态退化对人类的负面影响。

资源环境问题的根源：人类前进的步伐伴随着资源掠夺与环境恶化。在历史上，争夺对国家安全和经济发展至关重要的稀缺战

资源、能源、环境与人类生存的关系

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（…………学院，辽宁 沈阳）

摘 要：当今社会，人口问题、资源问题、环境问题相互交织，严重制约着各国经济与社会的发展。随着经济全球化的不断深入，给全球人口问题、资源与环境问题的解决带来了新的挑战。在开放条件下，如何与全球可持续发展的要求相适应，已经成为国际社会不可回避的问题。但是必须明确，要解决人口问题、资源与环境问题，需要正确认识资源、环境与人类发展的关系。本文将从若干方面对资源、环境与人类发展关系予以探讨。 关键词：资源；能源；环境；人类发展；可持续发展

人类物质文明发展的一个重要的特征是在这一过程中，要大量消耗自然资源，并且将对环境产生各种影响。能源是人类生存、经济发展、社会进步的重要物质基础，是关系国家经济命脉和国防安全的重要战略物资，是现代文明的物质基础。能源一方面成为经济发展的动力，另一方面能源的使用也在造成对环境的破坏，并成为环境污染的主要原因之一，反过来影响经济以及人类的发展。能源消费、环境保护、人类生存三者之间成为一个相互关联、相互矛盾的三元体系，有着复杂的关系：能源消耗与环境污染并存、能源短缺制约人类发展、环境污染造成重大经济损失。如何处理好能源利用、环境保

资源、能源、环境与人类生存的关系

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（…………学院，辽宁 沈阳）

摘 要：当今社会，人口问题、资源问题、环境问题相互交织，严重制约着各国经济与社会的发展。随着经济全球化的不断深入，给全球人口问题、资源与环境问题的解决带来了新的挑战。在开放条件下，如何与全球可持续发展的要求相适应，已经成为国际社会不可回避的问题。但是必须明确，要解决人口问题、资源与环境问题，需要正确认识资源、环境与人类发展的关系。本文将从若干方面对资源、环境与人类发展关系予以探讨。 关键词：资源；能源；环境；人类发展；可持续发展

人类物质文明发展的一个重要的特征是在这一过程中，要大量消耗自然资源，并且将对环境产生各种影响。能源是人类生存、经济发展、社会进步的重要物质基础，是关系国家经济命脉和国防安全的重要战略物资，是现代文明的物质基础。能源一方面成为经济发展的动力，另一方面能源的使用也在造成对环境的破坏，并成为环境污染的主要原因之一，反过来影响经济以及人类的发展。能源消费、环境保护、人类生存三者之间成为一个相互关联、相互矛盾的三元体系，有着复杂的关系：能源消耗与环境污染并存、能源短缺制约人类发展、环境污染造成重大经济损失。如何处理好能源利用、环境保