遥感技术在环境和灾害监测中

遥感技术的应用,一、遥感技术在环境和灾害监测中的应用二、遥感技术在测绘中的应用三、遥感技术在地质调查中的应用四、遥感技术在农林等方面的应用五、遥感技术在其它领域的应用六、遥感与GIS结合的应用,一、遥感技术在环境和灾害监测中的应用,遥感方法快速监测洪涝灾情遥感方法监测沙尘暴遥感在森林火灾监测中的应用臭氧层监测海洋赤潮监测,1、遥感方法快速监测洪涝灾情,快速监测洪涝灾情快速高时间分辨率影像考虑:与水有关的波段和不受天气影响的传感器,松花江和嫩江流域融合结果影象。它是由1998年8月16日获取的RadarsatScanSAR和12景1996年TM影象融合的。1996年TM影象的水域面积为310平方公里，1998年8月16日SAR影象的水域面积为16876平方公里，那么1998年8月16日洪水淹没面积为16566平方公里。,长江流域（沙市-武汉）融合结果影象。TM获取时间是1996年7月，SAR获取时间是1998年8月17日。从融合结果影象中可以清楚地看到牌洲湾溃口处以及洪水淹没范围。1996年TM影象的水域面积为3227平方公里，1998年8月17日SAR影象的水域面积为6875平方公里，1998年8月16日洪水淹没面积为3648平方公里,影象中深兰色为1998年五月的水域范围，浅兰色为1998年8月27日洪水淹没范围。从浅兰色的淹没范围里可以看到被淹没地物类型。红色的边界内的范围是1951年的洞庭湖区湖面范围。经计算1951年的水域面积为4410平方公里，1998年八月十七日洪水水域面积为6087平方公里，1998年五月TM影象水域面积为2908平方公里。那么1998年八月十七日洪水淹没面积为3179平方公里。,1987年水面分类图,1987年水面分类图,1993年水面分类图,1987年水面分类图,武汉市87年93年的水面增减变化专题图,利用2005年9月底与2004年同期MODIS资料处理的全国七大江河流域水情监测结果表明：2005年9月底与2004年同期相比，松嫩流域、海河流域密云水库、淮河流域、汉水流域等地的水体范围均有不同程度增大；辽河、黄河、洞庭湖、鄱阳湖、太湖等流域水体范围无明显变化。,2、遥感方法监测沙尘暴,NOAA卫星AVHRR有五个光谱通道，分别位于可见光，近红外和热红外波段。可见光通道接受下垫面反射的太阳辐射，用来推算反照率；热红外通道接受来自下垫面的热辐射，由此得到下垫面温度。由于沙尘暴云系与其他云系和地表在反照率和温度场上均有所差异，所以NOAA卫星可以监测沙尘暴的发源地、影响区域和影响高度，并可计算面积。,沙尘暴天气卫星图片特征分析：1.沙尘暴云系特征2.云顶反照率分析3.沙尘暴影像高度4.沙尘暴面积计算,3、遥感在森林火灾监测中的应用,1987年5月黑龙江大兴安岭森林火灾TM影像,1987年利用气象卫星监测到的大兴安岭火灾,1987年利用气象卫星监测到的大兴安岭火灾,利用2003年6月美国ASTER高精度卫星数据对乌达煤田进行煤火监测,图中圈定范围为煤田活火区（红色和浅红色），新增火区面积已近30万平方米，目前可为16个火区，最大长度达4000多米、宽100多米，总面积达350万平方米。,4、臭氧层监测,臭氧对0.3m以下的紫外区的电磁波吸收严重，因此可以用紫外波段来测定臭氧层的臭氧含量变化。在2.74mm处一个吸收带，因此可用频率为11083MHz的地面微波辐射计或射电望远镜来测定臭氧在大气中的垂直分布。此外，臭氧层由于吸收太阳紫外线而增温，因此又可使用红外波段来探测。,臭氧层监测,1979年10月,1982年10月,1985年10月,1992年10月,1992年11月,1992年12月,5、遥感方法观测海洋赤潮,赤潮水体光谱特性通过对赤潮水体光谱的分析发现，赤潮水体有两个吸收峰和两个反射峰。两个吸收峰，其中一个在440460nm的蓝光波段，一个在650670nm的红光波段；两个反射峰，其中一个在560580nm的绿光波段，一个在690710nm的红光波段。,大量的水体试验表明，两个吸收峰主要由叶绿素a的吸收引起，水体中叶绿素a的含量越高，表现出的吸收峰就越大。在绿光560580nm处的反射峰主要由水体中浮游植物的强反射所引起，浮游植物的浓度越高，表现出的反射峰就越大。红光690710nm处的反射峰主要由赤潮生物引起，是赤潮水体的特征光谱反射峰。,赤潮信息提取方法赤潮水体与非赤潮水体光谱相比具有明显的吸收峰和反射峰，这些特征在卫星遥感探测上则会表现出在相应波段的离水辐射率发生不同程度的增强或减弱，而非赤潮水体在相应波段的变化较小。因此，可以利用赤潮水体的这一特性作为判定赤潮是否发生的一个条件。,modis遥感赤潮提取图像,赤潮遥感卫星监测图,太湖赤潮的遥感图像,二、遥感技术在测绘中的应用,制作卫星影像地图卫星影像修测陆地地形测绘浅水的地形测绘南极冰面地形地貌测绘,1、制作卫星影像地图,过程：1）由成图比例尺-选择合适卫星影像2）波段选择3）辐射处理4）几何纠正（1）高差引起的投影差不超限仅作平面纠正（2）高差引起的投影差超限时结合DEM纠正（3）方法：多项式拟合法、共线方程法等,按武汉市行政区制作的卫星影像图,LandsatTM比例尺1：100000,局部影像,2、卫星影像修测地形图,利用卫星影像修测地形图速度快、费用低。因地形一般情况下不会发生大的变化，因此主要修测城镇居民地、道路交通、水系及部分地物类型。,步骤：1）由修测地图比例尺选择合适卫星影像2）波段选择3）辐射处理4）卫星影像纠正5）地物分类6）生成数字地图7）配准(地图-影像)8）将DRG或DLG与纠正后的影像进行叠合9）变化更新，形成更新后的地形图,3、陆地地形图测绘,邻轨立体影像SPOT图像的高程信息提取方法SPOT卫星上的HRV推扫式扫描仪，是通过控制仪器的一个平面反射镜旋转角度的方法，实现轨道间的立体摄影。SPOT卫星图像提取高程的方法，可以利用一级产品，在光学机械式立体测图仪或解析测图仪上提取高程信息，也可使用数字测图仪获取高程信息。,4、浅水区的地形测绘,电磁波对水有一定的透射能力，因此传感器除了接受到水面的反射、辐射外，在某种情况下还接受到透过水层底面上反射回来的电磁波，这就有可能用这种信息来测量水深或水底地形。研究主要集中在两个方面：-水对哪些波区的电磁波有透射特性，透射强度与水深的关系-水质对电磁波透射和反射的影响模型水深透射强度和水质,5、南极冰面地形地貌测绘,1、冰面高程信息提取问题的提出南极地区自然环境和气候条件恶劣人工测量无法进行航空摄影有困难卫星影像克服了以上困难,但大多制作平面影像图目前只有等高距500m或1000m的地形图并且精度很差如何利用现有的卫星影像提取高程信息？,利用热图像来提取南极冰盖表面的高程信息模型温度(红外影像)高程TM6的波长范围10.412.6，根据普朗克定律，冰面辐射功率:,=0.7(对所有雪面是一个常数),因此：W=f(T)TM6影像亮度值I与W是函数关系:I=f(W)则：I=f(T)雪面高度与雪面温度成负相关关系:H=f(T)所以：H=f(I),雪面高程提取,1、用高程控制点求待定系数Ci2、用以上公式对每个影像点求高程3、内插跟踪等高距为100m的等高线,2、冰貌信息提取冰貌的测绘是通过对图像的辅助目视判读方法实现。主要依据各种冰川类型在图像上的空间特征和光谱特征进行判读。对于TM七个波段，在冰上反映冰貌空间和光谱特征最好的是TM4,3,2。TM1只能区分冰雪与非冰雪的界线，TM5,7可调查湿度、冰雪溶解特点等，TM6如前所述提取冰面高乘信息。,南极卫星影像,测绘的南极冰貌图,三、遥感技术在地质调查中的应用,遥感图像上的地质构造解译遥感图像的岩性分类遥感方法调查地质灾害,遥感技术在地质调查中的应用,遥感在金属矿产勘查与预测中的应用方面，近年来在方法技术及应用效果方面有了很大的发展和提高，已从过去单一的构造、线性影像解译为主发展为各种矿化蚀变、含矿岩石波谱特征研究、多元信息综合图像处理以及综合各类地学信息对目标矿种成矿有利地段进行优化，在信息表达上由二维向三维可视化方向发展。并且能利用高分辨率图像在室内进行地质工程的予布置。利用遥感技术方法进行区域化探异常评阶筛选，开拓了化探异常评价的思路。,1、遥感图像上的地质构造解译,遥感卫星图像上对各种地貌类型显示的十分清楚，如山地和平原的交界、支流河谷的线性排列、洪积扇、断裂、褶皱等等。卫星影片上还能发现一些沉积岩层下的隐状岩体或松散沉积物下的隐伏构造。由于卫片视域范围大，能将模糊的断断续续的构造特征以宏观的角度从图像上判析出来。,中国西部大范围区域断层线的侧视雷达图像,某矿区的线性构造与矿点分布关系图,2、遥感图像的岩性分类,TM7、4、1合成的假彩色影像图中：蓝黑色为盐岩洼地耳环状的年轮结构清楚,密度分割影像钾含量：红色区8%、绿色区58%、蓝色区1200m,蓝冰出露机制,基岩,新雪,粒雪,蓝冰,气泡冰,冰川,悬崖(角峰),基岩,陨石富集机制,陨石降落,陨石聚集,冰,川,GROVE山地的位置,离中山站300多公里,考察车在GROVE山地,GROVE山地的蓝冰,GROVE山地的角峰,卫星影像图和地形特点,1、用星上参数纠正导航精度200m2、分类增强和融合3、地形地貌：东南高约2600m西北高约1400m暴风雪崖分北、中、南三段，并接近垂直冰川流入方向大小角峰50多个，已定名的有16处4、蓝冰面积：559平方公里,蓝冰,裸岩,雪面,蓝冰大多分布在崖峰前后,GROVE山地可能有陨石的