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《高光譜遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用探討》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、高光譜遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用探討【摘要】：本文從高光譜技術(shù)和遙感技術(shù)及其優(yōu)勢談起，重點(diǎn)探討了高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測的優(yōu)勢所在，介紹了目前在水環(huán)境監(jiān)測作業(yè)中收集高光譜數(shù)據(jù)的常用手段以及高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用水環(huán)境監(jiān)測的實(shí)例。中國4/vie 【關(guān)鍵詞】：高光譜；遙感技術(shù)；水環(huán)境；應(yīng)用 1高光譜遙感技術(shù) 高光譜即高光譜分辨率，指的是由許多段窄電磁波波段連接而成的連續(xù)的光譜曲線，每一小段電磁波波段通常小于十納米。遙感是指，在對探測目標(biāo)的特性進(jìn)行探測時，探測儀器不直接與探測目標(biāo)相接觸，而是通過接收、記錄、分析探測目標(biāo)的電磁波特性信息來判斷探測目標(biāo)的特征性質(zhì)及其變化。 高光譜遙感技術(shù)興起
2、于二十世紀(jì)八十年代，是一種較為新型的觀測技術(shù)。與傳統(tǒng)的遙感技術(shù)相比，高光譜遙感技術(shù)具備許多優(yōu)越性?！ 〉谝唬吖庾V由更多的波段組成，數(shù)據(jù)量隨著波段數(shù)的增加呈指數(shù)性增長。第二，相鄰波段間相關(guān)性高，光譜曲線完整、連續(xù)。能夠探測到寬光譜遙感探測不到的物質(zhì)。第三，高光譜波段具備高分辨率特性，可以反映物質(zhì)的細(xì)微特征，探測數(shù)據(jù)更為精細(xì)。第四，可以提供空間域和光譜域雙重信息，另外，地面實(shí)測的光譜曲線可以和成像光譜儀得到的光譜曲線相類比?！ ?高光譜遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的運(yùn)用 遙感技術(shù)可以及時有效的監(jiān)測環(huán)境變化，而高光譜數(shù)據(jù)以其優(yōu)越性提高了變化監(jiān)測的精度。目前主要將高光譜遙感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)、大氣、地質(zhì)、水
3、環(huán)境等領(lǐng)域?！ Υ髿馕廴驹捶植?、熱污染的監(jiān)測、污染源周遭擴(kuò)散條件、污染源擴(kuò)散影響范圍等等的調(diào)查都可以用高光譜遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如：將遙感儀器放置于衛(wèi)星上，我們就能從衛(wèi)星的影像上清晰地看到具有熱紅外波段的焚燒點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對全國焚燒點(diǎn)的監(jiān)測?！ 「吖庾V遙感憑借其納米級的光譜分辨率被應(yīng)用于生態(tài)領(lǐng)域，主要研究方向是植被識別、葉面指數(shù)計(jì)算、植被指數(shù)提取、生物量估算分析方面?！ ≡诘刭|(zhì)領(lǐng)域，人們可以利用高光譜遙感獲取巖石和礦物的吸收反射等數(shù)據(jù)來辨別礦物巖石的種類并對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行填圖勘察。 3在水環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 3.1水環(huán)境遙感監(jiān)測原理 藻類，溶解性有機(jī)物，化學(xué)物質(zhì)，水中懸浮物，油類物質(zhì)，熱釋放物，病原
4、體等等，都是作為水環(huán)境評估依據(jù)的參數(shù)。不同物質(zhì)的光譜特征不同，例如，由黃色物質(zhì)、藻類、藻青蛋白、葉綠素a等將會依次吸收波長分別為400～500nm、560～590nm、624nm及675nm的波長引起內(nèi)水體反射波譜。不同的水質(zhì)由于含有以上水中物質(zhì)的成分不同，會在遙感圖像中反映出不同的色段和變化。根據(jù)這一特性，就可以利用遙感技術(shù)收集水環(huán)境的光譜數(shù)據(jù)并分析出水環(huán)境特征。被污染的水質(zhì)具有獨(dú)特的光譜特征并區(qū)別于清潔水質(zhì)。 3.2檢測儀器 高光譜數(shù)據(jù)的獲取可以通過兩種設(shè)備儀器實(shí)現(xiàn)：非成像光譜儀和成像光譜儀?！ 》浅上窆?V儀常見的有便攜式超光譜儀和野外光譜儀等，地物的光譜反射率是以圖形等形式記錄而非
5、影像形式。非成像光譜儀主要用于表面校準(zhǔn)機(jī)載成像光譜儀測量水質(zhì)參數(shù)，以及在野外對水體光譜反射曲線的測量。成像光譜儀將圖像與地物光譜測量結(jié)合，“圖譜合一”，成像光譜儀也叫高光譜成像儀。成像光譜儀的使用一般有三種方式：一是搭載在航天飛行器中，二是以小型飛機(jī)作為搭載平臺，三是把成像光譜儀放置于地面。這三種方式都可以作為水環(huán)境檢測的手段，在實(shí)際工作中根據(jù)具體情況考慮研究經(jīng)費(fèi)、水環(huán)境面積和觀測是否需要移動等因素對這些手段作出選擇或者搭配?！ ?.3實(shí)際應(yīng)用 在水環(huán)境監(jiān)測中，利用高光譜遙感技術(shù)收集探測目標(biāo)的光譜特性后，主要進(jìn)行以下幾方面的分析：根據(jù)水體光譜反射率來計(jì)算水環(huán)境中的泥沙含量可行性和最佳波段；探
6、測水體深度可行性；對波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，評估內(nèi)陸水體污染程度；通過水體的光譜特征分析判斷水環(huán)境的污染類型?；貧w分析和預(yù)測是環(huán)境遙感監(jiān)測中最常用的分析方法?！ HI成像光譜圖像可以對赤潮生物優(yōu)勢物種進(jìn)行識別；高光譜圖像能夠反映懸浮物含量、葉綠素富集度、水體深度等水體的特征。赤潮水體與正常海水之間，不同優(yōu)勢藻類之間的赤潮光譜特征均存在顯著差異，成像光譜技術(shù)在檢測赤潮方面可以大展身手?！ ∫韵率菍⒏吖庾V遙感技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中水體環(huán)境檢測的真實(shí)事例，通過這些例子，我們能夠更加直觀的感受高光譜遙感技術(shù)在水環(huán)境檢測領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用?！ ±纾好绹?.11”爆炸后，USGS用AVIRIS成像光譜儀對
7、世貿(mào)中心廢墟及其附近地區(qū)遙感成像，制作而成水體沉積物分布圖。[1]有國外研究者用交叉相關(guān)算法探測海水的若丹明（一種紅色熒光染料）的濃度。[2]我國的大型監(jiān)測站正在使用成像光譜儀對海洋災(zāi)害（赤潮、海面溢油、河口污染等）進(jìn)行監(jiān)測，并且建立了應(yīng)用模塊。有研究者在太湖、滇池進(jìn)行了水環(huán)境監(jiān)測和動態(tài)跟蹤研究，他們通過水面超光譜測試、成像光譜儀航空成像以及衛(wèi)星資料，獲得大量可靠資料，對水面反射率與污染物濃度進(jìn)行
