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5.3.1水体富营养化
（2）危害 富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明 度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植 物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶 解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有 害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化， 水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻， 形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质 在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产 生的生物毒素也会伤害鱼类。
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5.2 水资源遥感

水域变化监测

遥感研究自然历史变迁，尤以研究水域的演 变最为突出，效果明显。这是因为，


一是水域面积大，变化快，形态独特； 二是水在各波段具有明显的特性； 三是水域演变后多能在原地保留一定湿度和形态， 即“痕迹” 较为明显。
（1）河流、水系变化 （2）湖泊演变 （3）河口三角洲演变 （4）海岸带演变
5.3.1
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5.1 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 ：
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5.1 水体的光谱特性

由高度为Z的传感器接受到的遥感光谱信号 L可用下式表示：
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5.3 水污染遥感 水污染遥感监测方法：
利用遥感技术研究水环境化学包括定性和定 量两种方法。 定性遥感方法是通过分析遥感图像的色调（或颜 色）特征或异常对水环境化学现象进行分析评价 的。 定量遥感方法建立在定性方法的基础之上，需要 获得与遥感成像同步（或准同步）的实测数据， 以标定定量数学模型。
富营养化 悬浮泥沙
遥感影像特征
浮游生物含量 在彩色红外图像上呈红褐色或紫红色,在MSS7图像 高 上呈浅色调 水体浑浊
在MSS5像片上呈浅色调,在彩色红外片上呈淡蓝、 灰白色调,浑浊水流与清水交界处形成羽状水舌 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 单一性质的工业废水随所含物质的不同色调有差异, 城市污水及各种混合废水在彩色红外像片上呈黑 色 在白天的热红外图像上呈白色或白色羽毛状,也称羽 状水流 各种图像上均有漂浮物的形态
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第5章 水环境遥感
杭州师范大学遥感与地球科学研究院 2012
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本章内容
5.1 水体的光谱特性 5.2 水资源遥感 5.3 水污染遥感

水体富营养化 5.3.2 悬浮固体遥感监测 5.3.3 石油污染遥感监测 5.3.4 废水污染遥感监测 5.3.5 热污染遥感监测
1.400
1.870 0.540 1.130 1.200 1.510 1.330 1.200 1.300
1.426
1.794 0.512 1.232 1.292 1.532 1.464 1.216 1.149
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2000年扎布耶盐湖水深反演值图像 （附观测点、点号）
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6 9 10 13 14
2.086 10.930 4.333 -12.308 -5.571 1.857 -4.064 -5.185 9.026 7.666 1.391 10.075 1.333 -11.615
15
16 17 18 19 20 21 24 25
66
17 188 92 84 52 61 94 103
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5Hale Waihona Puke 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。
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5.3 水污染遥感 水污染种类：
在江河湖海各种水体中，污染物种类繁多。 为了便于用遥感方法研究各种水污染，习惯上将 其分为富营养化、悬浮泥沙、石油污染、废水污 染、热污染和固体漂浮物等几种类型。
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5.3 水污染遥感
水污染的遥感影像特征：
污染类型 生态环境变化
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5.1 水体的光谱特性
纯水在 400～ 1100 nm之间的吸收和散射特性
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: 减少数据的选择过程,优化波段组合算法,并减少多波段组合引起的 噪声影响等。 水中某些成分对波谱信号的散射远远大于水分子本身对波谱 信号的散射。不同水质呈现出不同的光谱特性
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5.1 水体的光谱特性
不同叶绿素含量水体 的反射光谱曲线
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不同泥沙含量水体的反射光谱曲线
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5.2 水资源遥感
水体遥感原理 水既可以吸收也可以散射通过水汽 界面的波谱辐射能量 (Ed)，但水的散射会 增加天空辐射能量(Eu)，而水的吸收则会同 时减少 Ed和 Eu。遥感探测的波谱信息就 是这种吸收和散射过程综合作用的结果。
水污染遥感监测及其与常规方法的区别： 利用遥感技术能迅速、同步地监测大范围水环境质 量状况及其动态变化，在这些方面弥补了常规监测手段 的不足，因此引起许多环境科学工作者的重视。近些年 来出现了“水质遥感”和“污染遥感”研究课题，它们 分别对自然水体和污染水体的水质（或污染物）进行遥 感研究。 就精度而言，遥感方法通常低于常规监测方法，但遥感 技术正是通过这种精度上的损失，换取了水环境研究的 区域性、动态性和同步性，这正是把遥感技术应用于水 环境研究的意义所在。
因而，在遥感图像上图斑清晰，信息丰富，较易辨别。

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2001年1月15日FY-1C观测到 的渤海海域海冰监测图像
2001年2月15日FY- 1C观测到 的渤海海域海冰监测图像
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5.3 水污染遥感
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5.3 水污染遥感 水污染遥感监测适用范畴：
从原理上说，遥感传感器记录的是地表物体 的电磁波辐射特性（强弱变化及空间变化），因 此只有在较大程度上直接或间接影响水体的电磁 波辐射性质的水环境化学物质才有可能通过遥感 技术加以探测，并非所有水环境化学研究的内容 都可以辅以遥感手段。
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5.2 水资源遥感



水文要素遥感研究 遥感技术能观测地球表面信息，而不是传 统上某点的观测值，并可观测一些传统方法观测 不到的水文变量。近年遥感技术的发展和应用， 对水文科学的进展起重大的推动作用。 （1）水位-面积和流域界定 （2）水深探测 （3）水温探测 （4）径流估算
石油污染
10-30
—— 0.15 （0.15） 0.15 （0.15） 温度分辨率 0.2C (1C) 0.05 （0.15） 0.015 （0.015）
2-4小时 （1天） 2小时 （1天） 5小时 （10天） 2小时 （10天） 2天 （14天） 5小时 （2天）
注意光晕 0-+15 （-5-+30） 0- +15 （-5-+30）
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盐湖水深遥感方法与模型（以西藏扎布耶盐湖为例）
TM3亮度水深相关图（北湖 ）
扎布耶盐湖 2000年水深等值线分布图
盐湖水际线提取 TM7水域分布 TM3亮度水深相关图（南湖）
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水深反演值（北湖）
控制点点号 图象值 （TM3） 67 129 131 89 80 实测值 （米） 1.390 0.860 0.900 1.430 1.400 反演值 （米） 1.419 0.954 0.939 1.254 1.322 绝对误差 （米） 0.029 0.094 0.039 -0.176 -0.078 0.026 -0.076 -0.028 0.102 0.092 0.021 0.134 0.016 -0.151 相对误差（%）
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5.3.1水体富营养化
因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜 长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中 毒致病。 富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困 难的问题。
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图 例 （单位：m） 北湖：1、0.0090～0.2481 红 色 2、0.2481～0.6940 红粉色 3、0.6940～0.8570 绿玉色 4、0.8570～0.9710 珊瑚色 5、0.9710～1.1640 紫 色 6、1.1640～1.2520 深绿色 7、1.2520～1.3290 褐 色 8、1.3290～1.3820 粉 色 9、1.3820～1.4500 浅蓝色 10、1.4500～1.4990 黄 色 11、1.4990～1.5910 蓝 色 12、1.5910～1.6660 绿 色 13、1.6660～1.8110 深蓝色 14、1.8110～1.9215 黑 色 南湖：1、0.0000～0.1188 灰蓝色 2、0.1188～0.1560 深绿色 3、0.1560～0.3290 褐 色 4、0.3290～0.5290 粉 色 5、0.5290～0.6230 浅蓝色 6、0.6230～0.6990 黄 色 7、0.6990～0.7500 蓝 色 8、0.7500～0.8120 绿 色 9、0.8120～1.0495 深蓝色 10、1.0495～1.2822 黑 色