水环境污染遥感监测.ppt

.,水环境污染遥感监测,.,.,*水质量标准,按水体类型：地面水质量标准、海水质量标准和地下水质量标准等; 按水资源的用途：生活饮用水水质标准、渔业用水水质标准、农业用水水质标准、娱乐用水水质标准和各种工业用水水质标准等。,.,地表水质量标准,依据地表水水域使用目的和保护目标将其划分为五类： 类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 类 主要适用于集中式饮用水水源地一级保护区、珍稀鱼类保护区及游泳区； 类 主要适用于集中式饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区； 类 主要适用于一般工业用水及非直接接触的娱乐用水； 类 主要使用于农业用水和一般景观要求水域,.,国家标准地面水环境质量标准,.,国家标准地面水环境质量标准,.,水环境的遥感监测是基于污染水的光谱效应。 被污染水体具有不同于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在对特定波长的吸收或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器捕获并在遥感图像中体现出来,一、水环境遥感监测原理,.,二、水环境遥感监测特点,a.监测范围广、速度快、成本低 b.便于长期动态监侧 c.揭示污染源及其扩散的状态 d. 污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混和稀释的特点,.,三、水污染遥感监测方法,定性方法：通过分析遥感图像的色调特征或异常对水环境化学现象进行分析评价。需要了解水环境化学现象与遥感图像的色调之间的关系，建立图像解译标志 定量方法：建立在定性方法之上，需要获得与遥感成像同步的实测数据，以标定定量数学模型,.,三、水污染遥感监测方法,经验方法：基于遥感波段数据和地面实测数据的相关性统计分析,选择最优波段或波段组合数据与地面实测水质参数通过统计分析得到相关模型,进而反演水质参数。 半经验方法：根据机载成像光谱仪或野外各种光谱仪测量的水体光谱特征,选择估算水质参数的最佳波段或波段组合,然后选用合适的数学方法建立遥感数据和水质参数间的定量经验性算法。 分析方法：代数法、非线性优化法、矩阵反演法,.,四、水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,1.泥沙污染监测,a.浊水的反射率比清水高1.5%6% b. 0.500.55um波段,前者比后者的光谱反射率约高1.5% c. 0.550.60um波段,前者比后者约高3% d.0.600.75um波段,前者比后者约高4%6% e.0.750.90um波段浑浊河水的反射率为2.5%5%,而清澈湖水的反射率几乎趋于零。,.,原理：悬浮物微粒会对进入水中的光发生散射和反射,从而增大水体的反射率。浓度不同的水体其光谱衰减特性不一样。 随着泥沙浑浊度的增大和悬浮沙粒的增大,水的反射率逐渐增高。,1.泥沙污染监测,.,水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,2.石油污染监测,第1类,非污染,水体石油类污染10. 0mg /L,属于重度污染。,污染分类,水环境石油类污染遥感识别模式及其应用黄妙芬等,.,2.石油污染监测,原理：油污染在紫外、可见光、近红外、微波图像上呈浅色调,在热红外图像上呈深色调,为不规则斑块状。 遥感调查油污染不仅能发现已知污染区的范围和估算污染油的含量,而且可追踪出污染源。,.,水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,城市大量排放的工业废水和生活污水中带有大量有机物,它们分解时耗去大量氧气,使污水发黑发臭。 污染状况在彩红外像片上有很好的显示,不仅可以直接观察到污染物运移的情况,而且凭借水中泥沙悬浮物和浮游植物作为判读指示物追踪出污染源。,3.城市污水监测,.,水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,使用热红外传感器,能根据热效应的差异有效地探测出热污染排放源。 利用光学技术或计算机对热图像作密度分割,根据少量同步实测水温, 绘制水体的等温线。 在热图像上，热水温度高，反射能量多，呈浅色调；冷水呈深色调,4.热污染监测,.,水污染遥感监测分类,水体富营养化,5,.,水体富营养化：当大量的营养盐进入水体后，在一定条件下引起藻类的大量繁殖，而后在藻类死亡分解过程中消耗大量的溶解氧，从而导致鱼类和贝类的死亡。 反映水体富营养化程度的主要因子是叶绿素a 由于浮游植物体内含的叶绿素对可见光和近红外波段具有“陡坡效应”,使那些浮游植物含量高的水体兼有水体和植物的反射光谱特征。,5.水体富营养化监测,.,5.水体富营养化监测,