高光谱遥感技术的应用

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇高光谱遥感技术的应用范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

高光谱遥感技术的应用范文第1篇

关键词：水工环地质；应用；遥感信息；调查

中图分类号： P283 文献标识码： A 文章编号：

概述

遥感技术首先应用在资源宏观普查、动态监测上，而后才扩展到生态环境调查、环境污染监测等方面。经过多年的试验、推广和应用，遥感已成为各种自然资源调查、环境动态监测与工程应用不可缺少的地理空间信息获取、更新和分析的手段和数据库。随着空间技术的进步，遥感技术已从过去单一的遥感技术发展到包括遥感、地理信息系统和全球定位技术在内的空间信息技术的应用，其领域已深入到了国民经济、社会发展、国际安全以及人民生活的各个方面，称为水工环地质调查与灾害监测评估的重要技术支撑。

二、水工环领域遥感应用技术的发展现状

经过近30年的应用研究，遥感技术依靠传感器技术、图像处理技术及计算机技术的提高，在水工环领域的应用取得了长足的发展。遥感水文地质开始逐步形成一门独立的学科。传统的遥感水文地质着重于水文地质测绘系统中定性特征的解释和特殊标志的识别，近期的研究则扩展到应用热红外和多光谱影像进行地下水流系统内的地下水分析和管理，目前研究的重点集中到了空间补给模式、污染评价中植被、区域测图单元参数的确定和空间地下水模型中地表水文地质特征的监测。纵观国内外遥感技术在水工环领域的一些应用成果，可把近年来遥感技术的应用发展现状概括为以下几个方面：

4.1从目视解译发展到计算机辅助解译

如线性影像计算机自动判释专家系统及土地利用（分类）计算机判读模型以及机助信息提取与制图系统等。由于影像的多解性及识别系统的不完善性，虽还需要投入一定的人力工作，但已大幅提高解译工作效率。

4.2从几何形态解译到充分利用光谱信息

过去的多光谱遥感数据波段划分过少，只有几个波段，使地面波谱测试数据与图像光谱数据难以精确比较。因此，图像解译工作很少考虑地物的波谱特征，主要根据影像的色彩、色调、纹理、阴影等所形成的几何形态特征。随着机载成像光谱仪（高光谱）技术的商业运作及2000年前后的高光谱成像卫星的发射，使得用光谱信息对地物的分析更精细、更准确。

4.3出现地面温度反演技术

地面温度反演是指从热红外图像数据的辐射亮度值获得地表温度信息。反演方法主要有地表温度多通道反演法和多角度数据进行组分温度反演法等。

4.4从定性分析评价到依靠计算机数字模型模拟的定量分析评价

如遥感技术在地下水流系统应用中，根据遥感数据建立的地形、流域面积、水系密度等数据集结合气象数据建立空间补给模型。数字模型成为遥感技术实现定量评价的重要途径，而DEM/DTM是涉及地形数据计算方面不可缺少的工具。

4.5使用单一遥感信息源到多元信息拟合

目前的遥感应用技术，已不再是单一使用各种遥感数据，而是根据需要结合利用了其他信息源，如地质、地形、水文、土壤、植被、气象、岩土物理力学特征及人类活动等资料。这样，图像数据的预处理尤其重要，如几何较正、多波段数字合成、镶嵌、数据变换等，而地理信息系统（GIS）在多元信息数据管理中起着重要作用。

4.6从单一手段应用到多手段应用

近年来，遥感技术（RS）与地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的综合应用，即“3S”技术，成为遥感技术应用的主流。GIS是数据库管理、数据图形处理、各主题图件叠加、制图的重要工具。GPS 卫星定位的基本原理是将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，组成一个卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，便可由 3 个以上地面已知点(控制站)交会出卫星的位置，反之利用 3 颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置。用户使用 GPS 接收机在某一时刻同时接收3 颗以上的 GPS 卫星信号，测量出测站点(接收机天线中心)到 3颗以上 GPS 卫星的距离，并解算出该时刻GPS 卫星的窄间坐标，据此利用交会法解算出测站点的位置。实时动态测量的基本工作方法是，在基准站上安置l 台 GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续的观测，并将其观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站)。在流动站上，GPS 接收机在接收 GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据和转换参数，然后根据 GPS 相对定位的原理，即时解算出相埘基准站的基线向量，解算出基准站的 WGS-84 坐标；再通过预设的 WGS-84坐标系与地方坐标系的转换参数，实时地计算并显示出用户需要的三维坐标及精度；GPS可以对地面控制点精确定位，提高遥感数据空间精度。另外，在具体手段配合上，也出现了遥感技术与物探技术、钻探技术等相结合的新方法。

4.7数字摄影测量技术的发展

数字摄影技术的成熟，推进了制图工作的现代化，改善了基础图件的质量和成图效率，并影响着遥感技术的调查方法。该技术的产品可直接作为GIS的数据源，便于遥感与GIS一体化研究与开发。如我国自己开发的全数字摄影测量软件VIRTUOZO，具有数字化测图、自动生成DEM/DTM和等高线、生成正射影像等功能。

4.8遥感技术应用成果向着便于保存、复制、携带及传输方向发展

这意味着遥感技术应用成果的数字化。由于是数字成果，可载于多种介质上，如CD-ROM、磁带及计算机硬盘上，使携带处理更加方便。随着1998年“数字地球”计划的提出及我国国土资源部“数字国土”工程的实施，遥感应用成果数字化显得尤其必要。

三、主要遥感信息源及其发展

根据传感器类型不同，遥感图像可分为可见光摄影、红外摄影和扫描、多光谱扫描、微波雷达和成像光谱图像等。近10年来，传感器技术迅猛发展，主要表现在：①图像分辨率提高，卫星图像分辨率已达到米级。②具备立体观察功能。③应用波段数增加，机载高光谱成像仪已投入使用。如美国的AVIRIS（航空可见光/红外成像光谱仪），波谱范围0.4~2.5/l，波段数224个。CASI（袖珍航空光谱成像仪），波谱范围0.4~0.95/u，波段数72个。高光谱成像光谱仪简称成像光谱仪，也称超光谱成像仪，按其波段数目可分为高光谱成像光谱仪（波段数

四、结语

在水工环地质中对3S技术的采用，已经得到了很好验证，可以一步到位外业的测量，节省了很多不必要的中间环节，对外业工作量进行最大限度地减少，从而缩短整个测量工期，提高工作效率。同时，简化外业工序和迅速完成也可以使所有的后续专业工序更快的完成。

参考文献：

高光谱遥感技术的应用范文第2篇

关键词：遥感岩石矿物识别；矿化蚀变信息提取；地质构造信息提取；植被波谱特征；多光谱遥感技术；高光谱遥感技术；遥感生物地球化学技术；地质找矿

中图分类号：TP7文献标识码： A 文章编号：

一、遥感技术的地质应用

地质是指地球的性质和特征。主要指地球的物质组成、结构、构造、发育历史等，包括地球的圈层分异、物理性质、化学性质、岩石性质、矿物成分、岩层和岩体的产出状态、接触关系，地球的构造发育史、生物进化史、气候变迁史，以及矿产资源的赋存状况和分布规律等。遥感图像提供了大量的地质信息，包括矿产和环境地质信息，利用这些信息，可以使地质工作者预先熟悉工作区的地质情况，科学决策拟投入的工作量、工作方法和研究目的。所谓遥感地质制图就是利用遥感的方法完成地质图的绘制。分为航天遥感地质制图和航空遥感地质制图。

1、航天遥感地质制图

航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中，针对具体应用需求，选择不同的传感器，如成像雷达、多光谱扫描仪等，通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新图像数据，利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时，借助应用区域现有较大比例尺的地形数据，对影像数据进行投影变换和几何精确纠正，并从地形图上获得主要地名点、主干构造、底层、岩体，以及矿床矿点、物化探异常信息，进行相应的标注和整饰，制作地质数字正射影像图。

2、 航空遥感地质制图

所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的，选用不同的传感器，如航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD 像机等，获取所需航摄像片和扫描数据进行地质制图。实践表明，遥感地质制图是一项新技术，不仅有它的优点而且也有它的缺点。遥感地质制图比常规的地质制图节省了大量的野外工作量，而且对客观现象的表示优于常规地质图，其主要的优势在于周期短、成本低。但是，因为野外工作量少，也带来一定的缺点。例如地质观测点的数量、样品种类和数量、地层和构造产状等不如常规地质图详细充实。

二、遥感技术的找矿应用

1、直接应用———遥感蚀变信息的提取岩浆热液或汽水热液使围岩的结构、构造和成分发生改变的地质作用称为围岩蚀变。围岩蚀变是成矿作用的产物，围岩蚀变的种类（组合）与围岩成分、矿床类型有一定的内在联系，围岩蚀变的范围往往大于矿化的范围，而且不同的蚀变类型与金属矿化在空间分布上常具规律可循，因此，围岩蚀变可作为有效的找矿标志。

1.1 蚀变遥感异常找矿标志围岩蚀变是热液与原岩相互作用的产物。常见的蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、云英岩化、夕卡岩化等。

1.2 信息提取的实现与地物发生反射、透射等作用的电磁波是地物信息的载体，地物的光谱特性与其内在的物理化学特性紧密相关，物质成分和结构的差异造成物质内部对不同波长光子的选择性吸收和反射。具有稳定化学组分和物理结构的岩石矿物具有稳定的本征光谱吸收特征，光谱特征的产生主要是由组成物质的内部离子、基团的晶体场效应或基团的振动效果引起的。各种矿物都有自己独特的电磁辐射，利用波谱仪对野外采样进行光谱曲线测量，根据实测光谱与参考资料库中的参考光谱进行对比，可以确定出样品的吸收谷，识别出矿物组合。根据曲线的吸收特征，选择合适的图像波段进行信息提取。根据量子力学分子群理论，物质的光谱特征为各组成分子光谱特征的简单叠加。传感器在空中接收地表物质的光谱特性，因为探测范围内有干扰介质存在（白云、大气、水体、阴影、植被、土壤等），因此，在进行蚀变矿物信息提取时，根据干扰物质的光谱曲线出发，进行预处理消除干扰。目前遥感找矿蚀变异常信息的提取有多种方法，例如波段比值法、主成分分析法、光谱角识别法和MPH 技术（MaskPCAandHIS）、混合象元分解等。

2、遥感技术间接找矿的应用

2.1 地质构造信息的提取内生矿产在空间上常产于各类地质构造的边缘部位及变异部位，重要的矿产主要分布于板块构造不同块体的结合部或者近边界地带，在时间上一般与地质构造事件相伴而生，矿床多成带状分布，成矿带的规模和地质构造变异大致相当。遥感找矿的地质标志主要反映在空间信息上。从与区域成矿相关的线状影像中提取信息（主要包括断裂、节理、推覆体等类型），从中酸性岩体、火山盆地、火山机构及深部岩浆、热液活动相关的环状影像提取信息（包括与火山有关的盆地、构造），从矿源层、赋矿岩层相关的带状影像提取信息（主要表现为岩层信息），从与控矿断裂交切形成的块状影像及与成矿有关的色异常中提取信息（如与蚀变、接触带有关的色环、色带、色块等）。当断裂是主要控矿构造时，对断裂构造遥感信息进行重点提取会取得一定的成效。遥感系统在成像过程中可能产生“模糊作用”，常使用户感兴趣的线性形迹、纹理等信息显示得不清晰、不易识别。人们通过目视解译和人机交互式方法，对遥感影像进行处理，如边缘增强、灰度拉伸、方向滤波、比值分析、卷积运算等，可以将这些构造信息明显地突现出来。除此之外，遥感还可通过地表岩性、构造、地貌、水系分布、植被分布等特征来提取隐伏的构造信息，如褶皱、断裂等。提取线性信息的主要技术是边缘增强。

2.2 矿床改造信息标志矿床形成以后，由于所在环境、空间位置的变化会引起矿床某些性状的改变。利用不同时相遥感图像的宏观对比，可以研究矿床的剥蚀改造作用;结合矿床成矿深度的研究，可以对此类矿床的产出部位进行判断。通过研究区域夷平面与矿床位置的关系，可以找寻不同矿床在不同夷平面的产出关系及分布规律，建立夷平面的找矿标志。另外，遥感图像还可进行岩性类型的区分应用于地质填图，是区域地质填图的理想技术之一，有利于在区域范围内迅速圈定找矿靶区。

三、遥感找矿的发展前景

1、高光谱数据及微波遥感的应用

高光谱是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率,成像的同时记录下成百条的光谱通道数据, 从每个像元上均可以提取一条连续的光谱曲线, 实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取, 因而具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。成像光谱仪获得的数据具有波段多, 光谱分辨率高、波段相关性高、数据冗余大、空间分辨率高等特点。高光谱图像的光谱信息层次丰富, 不同的波段具有不同的信息变化量, 通过建立岩石光谱的信息模型, 可反演某些指示矿物的丰度。充分利用高光谱的窄波段、高光谱分辨率的优势, 结合遥感专题图件以及利用丰富的纹理信息, 加强高光谱数据的处理应用能力。微波遥感的成像原理不同于光学遥感, 是利用红外光束投射到物体表面, 由天线接收端接收目标返回的微弱回波并产生可监测的电压信号, 由此可以判定物体表面的物理结构等特征。

2、3S 的结合。

3S 是遥感（RS）、地理信息系统（GIS）及全球定位系统（GPS）的简称。利用GPS 能迅速定位，确定点的位置坐标并科学地管理空间点坐标。海量的遥感数据需庞大的空间，因此要有强大的管理系统，随着当今人力资源价格的升高，在区域范围内找矿时，遥感表现出最小投入获得最大回报的优势，那么RS 与GIS 的结合也就势在必行，因为GIS 更有利于区域范围的影像管理及浏览。随着3S 技术的进展，遥感数据的可解译程度与解译速度得到进一步提高。目前，地质工作者尝试将3S 与VS（可视化系统）、CS（卫星通讯系统）等技术综合应用，取得了较好的效果.

3、地物化遥的有机融合

矿床的形成是多种地质作用综合的结果，矿床形成后又会经历后期的破坏或者叠加成矿作用，因此，任何一种单一的找矿手段都不可避免地遭遇地质多解性的困扰，实现地物化遥多种找矿方法与手段的有机融合，能有效地提高找矿效果，并从总体上降低找矿成本。目前，以遥感信息为主体，结合地质、地球物理、地球化学等多源地学数据的综合信息找矿法已经形成。

4、遥感植物地球化学

在高植被覆盖区实现遥感波谱数据与矿致植物地球化学异常的有机融合，将会较好地推进遥感找矿技术在植被覆盖区的应用。

四、结束语

遥感技术应用于地质找矿必须以现代成矿理论为指导, 以图像处理手段和综合解译分析为主要工作方法, 密切结合野外地质调查, 建立遥感地质找矿模式, 预测找矿远景区, 缩小找矿靶区, 实现遥感找矿的日的。遥感技术应用于地质找矿, 在地质工作程度较低、地形条件较差、交通不便的高寒地区具有常规地质方法不可替代的优越性, 应综合运用多种手段, 进行综合分析研究, 才能充分发抨遥感技术的优势, 取得更好的找矿效果。

参考文献

[1]耿新霞.杨建民.张玉君等．遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景［J］.地质找矿论丛.2012，23（2）：89－93．

高光谱遥感技术的应用范文第3篇

[关键词]遥感地质找矿 现状 发展前景

[中图分类号] P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-167-1

1概述

遥感地质找矿是将现代遥感技术运用与对地质的研究中而进行矿产勘查的一种方法。它通过发射电磁波，进而观察各种地质体（矿物、岩石等）对电磁波的辐射图像的不同来识别不同的地质体，从而有效的判断该地区是否有矿产资源。

在20世纪80年代，在矿产勘查中大量的使用了遥感技术，取得了很多业绩，90年代后，遥感技术迅猛发展，空间分辨率越来越高，光谱分辨率越来越小，时间分辨率也越来越短。

虽然遥感技术在应用中取得了很大的成绩，但是随着勘探工作的深入，地表的矿产明显减少，找矿难度越来越大。而依靠于电磁波的遥感技术主要反映的是地表信息，所以，很难解决当前所面临的地下找矿问题。

2遥感地质找矿的现状

当前，遥感地质找矿技术已经取得了一些成就。主要表现在遥感信息获取技术的发展、含矿信息提取技术的发展和含矿信息分析技术的发展三个方面。

2.1遥感信息获取技术的发展

得到发展的遥感信息获取技术主要指的是成像光谱技术和成像雷达技术的出现。这两种技术为地质识别提供了全新的技术手段，使遥感技术不再限制于地表，而是增强了穿透覆盖物的能力，可以更加有效的探测地质结构。

2.2含矿信息提取技术的发展

含矿信息提取技术的发展主要指的是计算机已经广泛应用于此技术中。这样就实现了遥感数据在全球范围内的传播，并且可以通过计算机来判读图像，对图像和数据的处理变得更加准确。

2.3含矿信息分析技术的发展

含矿信息分析方法的发展主要体现在高分辨率遥感探测方法的使用和“环境-矿床”新思路的运用。新一代高分辨率遥感探测方法目标明确、方法简便，能对矿床进行快速的评价。“环境-矿床”新思路的应用将矿床的形成与周围环境信息乃至整个地球的演化都联系在一起，综合性强，对隐藏深的矿产资源的发现具有很大的价值。

3遥感地质找矿的发展前景

3.1国家需求

国家需求是遥感技术找矿的动力。当前，从国家层面来说，矿产资源开发的难度越来越大，矿产资源对国民经济发展的制约性越来越大。解决这一问题的途径是，推进地质科技工作的进步，在地质工作中应用高新技术，从而实现地质工作的现代化。遥感技术作为一项高新技术是实现上述目标的一大途径，所以，要加强对遥感技术的再创新，加大地质勘查的力度。

3.2理念更新

要将传统的找矿理念更新，不单单应用遥感技术，而是将遥感技术与其他有用的技术相结合，发挥遥感技术更大的优势。在未来应该努力做到将遥感技术与地学信息结合、将遥感技术与现代信息技术结合、利用地质专业知识来指导遥感技术的应用。

3.3技术发展

遥感地质找矿在技术发展方面的发展前景主要表现在发展基于数字地球的遥感技术、建立立体地质勘查技术体系和应用高光谱遥感技术三个方面。

（1）发展基于数字地球的遥感技术。当今，地质勘探领域中逐渐引入了数字地球的理论方法。将此方法与遥感技术相结合，再加以现代信息技术即将成为找矿的必然趋势。利用数字地球的遥感找矿技术，能够在找矿工作中将信息资源进行最大限度的利用，找到常规方法很难发现的地质现象，从而提高对矿产资源的勘查效果。这与当前找矿难度增加、信息资源丰富的时代背景相符合，为找矿提供了新的思路。

（2）建立立体地质勘查技术体系。要将地质找矿与成矿机理研究结合起来，将遥感技术与生物地球化学、地热作用、生物成矿、地质空间统计分析方法、物化探、磁力、地震探矿方法等理论结合起来，加深对成矿信息的深入理解，建立起立体地质勘查技术体系，才能对隐伏矿床进行深入的理解和诠释，从而科学的推断出矿产的位置。

（3）应用高光谱遥感技术。

某一地区的高空间分辨率的光谱遥感数据能为矿产的寻找提供依据。分析高光谱遥感得到的图谱可以分析出成矿机理，并且能挑选出找矿靶区。不管是在技术层面还是理论层面，这一技术都具有很大的价值。

3.4应用领域

遥感地质找矿在应用领域方面的发展前景主要表现在扩展地域、扩大应用面、全球化和外星找矿四个方面。

（1）我国找矿的地域要得到扩展：可以从人口稠密的地方扩展到人口稀少的地方，从陆地扩展到海洋，从交通便利的地方扩展到交通不便的地区。为先进的遥感技术应用于更广阔的天地；（2）找矿的应用面要扩大：将找矿的目标由单纯的增加资源量扩增为保护环境、防灾与找矿相结合的复合层面，促进可持续发展；（3）促进找矿的全球化：要加强全球的合作，使不受国界限制的卫星遥感技术发挥更大的作用，可以为矿藏丰富但是技术落后的国家提供矿藏信息服务；（4）外星找矿：随着对外星球的探索，可以考虑将探索成果与遥感地质找矿技术相结合，这在未来具有很大的发展潜力。

4结语

作为矿产勘查的一种技术手段，遥感技术已经取得了一定的成就。并且，遥感技术的发展前景十分广阔，国家需要大力开展遥感地质找矿的工作，所以，相关工作者应该积极研究该技术，并且将此技术与其他的地质理论有机的结合起来，利用先进的数字化技术，扩大找矿区域，促进矿产勘查工作的顺利进行。

参考文献

[1]刘德长，李志忠，王俊虎.我国遥感地质找矿的科技进步与发展前景[J].地球信息科学学报，2011，13（4）：431-438.

[2]耿新霞，杨建民，张玉君，等.遥感技术在地质找矿中的应用及发展前景[J].地质找矿论丛，2008，23（2）：89-93.

[3]丁建华，肖克炎.遥感技术在我国矿产资源预测评价中的应用[J].地球物理学进展，2006，2.

高光谱遥感技术的应用范文第4篇

【关键词】海上溢油；遥感；监测

中图分类号：C35文献标识码： A

0.引言

在各类海洋污染中，造成主要污染的因素就是海上溢油。由于轮船的碰撞、海上油井的破裂、翻船、海底油田泄露等各种不同的意外事故，造成大海大面积的石油污染，不仅损害海洋、自然环境，对生态环境、人体健康也是一种危害。溢油对海洋的污染已经引起了各国政府的重视，很多国家都建立了海上溢油的探测系统，对近海领域进行巡视、监测和管理。一旦发生溢油事故，能够在最短的时间内了解到溢油发生的位置以及扩散趋势。通过建立完整的监测系统，大范围有效了解海洋面积的动态信息，对于海洋溢油污染进行定量分析，准确反映溢油污染的情况与程度。

1.遥感技术监测海上溢油范围

海面发生溢油灾害后，溢油区域水面的电磁波谱特性发生变化，相对于没有石油区域的水面有明显差别，利用这种光谱特性的差异可以划分油水分界线，从而确定溢油范围。

1.1可见光、近红外红外遥感技术

利用可见光、近红外红外波段的遥感监测技术是我国针对溢油污染发展最为成熟的监测技术。在其波段的范围内，入射物表面的电磁波与物体发生光学作用，监测系统的传感器通过记录来源物与入射电磁波发生的反射作用，由于物体不同，对电磁波的反射率也不同。实验表明，油种的类型以及厚度都会对海面油膜的光谱曲线造成影响，卫星遥感的最佳敏感波段也存在差异[1]。

1.2微波雷达遥感技术

合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）和侧视机载雷达（side-looking radar，SLAR）是微波雷达的遥感技术用于溢油范围监测的两种雷达。前者是利用多普勒效应，依靠短天线达到高空间分辨率。后者是一种传统雷达，造价低，空间分辨率与天线长度成正比。现阶段，合成孔径雷达已经被广泛运用到溢油范围监测。SAR传感器通过接收仪器发出的电磁波信号，对物体进行识别。海面的毛细波是可以反射雷达的波束，从而造成海面杂波，在SAR传感器的图像上呈现亮图像，油膜覆盖海水表面，致使雷达传感器接收到的波束减少，无法在SAR传感器上体现亮的颜色。

2.遥感技术监测海上溢油类型

如何判断海面上的溢油类型，是遥感技术中的模式识别问题，也是遥感监测中较难实现的问题。

2.1激光荧光遥感技术

激光荧光法是利用激光作为激励光源，激发物质的荧光效应，利用物质的荧光光谱作为信息的参照，通过SAR传感器的监测，进行输入远的荧光光谱分析方法。当物质被光波照射时，基态的物质分子吸收光能量，由原来的能级跃转移到较高的第一电子单线激发态或者第二电子激发态。所谓的荧光效应，就是指通常情况下，转移的电子会急剧地降落，降至最低振动能级，并且以光的形式释放能量。每种物质的荧光谱不同，由于石油油膜中所含有的荧光基质种类的不同以及各种基质比例不同，在相同激光照射条件下所反馈的荧光也不同，荧光谱通常具有不同的强度和形状，这就是激光荧光遥感技术鉴别溢油种类的原理[2]。

2.2红外偏振遥感技术

作为一种新颖的遥感监测手段，被动傅里叶变换红外遥感（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）是一种检测多原子分子的方法，可以实现多组目标的同时进行检测与鉴别。这和传统的红外遥感技术不同，红外偏振遥感技术是能够获取物质表面的状态以及物质的信息等相关偏振信息，这样有助于识别石油的种类。

2.3高光谱遥感技术

在针对溢油种类进行检测时，需要得到足够多的光谱信息，高光谱遥感技术是以其宽度与庞大的波段数量为主要特点，使其成为溢油种类的一种可行手段。通过光谱混合分析的方法对溢油高光谱数据进行研究分析。利用Hyerion高光谱卫星数据进行溢油监测研究，对多种原油的高光谱波谱进行分析，同时利用GA-PCA特征进行提取法与SAM-SFF方法对不同的油种的高光谱波进行提取，以达到鉴别油种的差异。

3.遥感技术监测海上溢油量

溢油量取决于溢油油膜的厚度，根据油膜的厚度对其进行分布以及估算，可以大致得出溢油总量。

3.1紫外遥感技术

紫外遥感技术是通过紫外传感器油膜油层进行探测，对于小于0.05um的薄油层即使在紫外波段也具有很高的反射，通过紫外光与红外光的叠加，大致可以得到油膜的厚度。但是，紫外遥感技术有一个很大的缺点，就是紫外遥感很容易受到外界环境因素的干扰，一旦受到外界因素的干扰紫外遥感就很容易出现虚假信息。

3.2热红外遥感技术

由于油膜在吸收太阳辐射之后会将一部分能量以热能的形式进行释放，所以采用热红外遥感技术，这种技术中红外波段包含地物的温度信息，所以能够辨别油层的厚度，较厚油层表现为“热”的特性，中等厚度油层表现为“冷”的特性。经相关研究表明，发生“冷”、“热”的油膜厚度范围大致为50-150um之间，而这种技术的最小探测油层厚度大约为20-70um之间，由于厚度的区间很小，所以SAR传感器的敏感性因此受到限制[3]。

3.3微波雷达遥感技术

由于海洋的海水本身会发射微波辐射，而海上溢油发生以后油膜区域会发射比海水更强的微波信号，水的微波辐射发射率约为0.4，而油的发射率约为0.8，因此在海水背景中，溢油区域呈现亮信号，并且信号强弱与油膜厚度具有一定的比率。通过微波雷达遥感技术监测溢油量，一方面能够监测海上溢油的范围，一方面可以通过被动式的微波辐射大致计算油膜厚度。但是，我国这方面的技术还不是很发达，油膜厚度的微波遥感定量技术受到环境、传感器等多方面因素的影响，其精度仍然有待提高[4]。

4.结语

本文介绍了海上溢油的三大监测指标，海上溢油监测指标分为溢油范围、溢油类型和溢油量。但是，针对溢油类型和溢油量的监测技术仍不成熟，随着我国海上溢油监测系统的不断完善，溢油遥感技术不断发展，为实现全面监测海上溢油指标而不懈努力。

【参考文献】

[1]李栖筠，陈维英，肖乾广,等．老铁山水道溢油事故卫星监测[J].环境遥感，2010，9（4）：256-262.

[2]李四海．海上溢油遥感探测技术及其应用进展[J].遥感信息，2012,03（2）：:53-56.

高光谱遥感技术的应用范文第5篇

关键词：遥感水质监测遥感数据

1水体遥感监测的基本理论

1.1水体遥感监测原理、特点。影响水质的参数有：水中悬浮物、藻类、化学物质、溶解性有机物、热释放物、病原体和油类物质等。随着遥感技术的革新和对物质光谱特征研究的深入，可以监测的水质参数种类也在逐渐增加，除了热污染和溢油污染等突发性水污染事故的监测外，用遥感监测的水质数据大致可以分为以下四大类：浑浊度、浮游植物、溶解性有机物、化学性水质指标。

利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征，这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图象中体现出来。如当水体出现富营养化时，浮游植物中的叶绿素对近红外波段具有明显的“陡坡效应”，故而这类水体兼有水体和植物的光谱特征，即在可见光波段反射率低，在近红外波段反射率却明显升高。

1.2水质参数的遥感监测过程。首先，根据水质参数选择遥感数据，并获得同期内的地面监测的水质分析数据。现今广泛使用的遥感图象波段较宽，所反映的往往是综合信息，加之太阳光、大气等因素的影响，遥感信息表现的不甚明显，要对遥感数据进行一系列校正和转换将原始数字图像格式转换为辐射值或反射率值。然后根据经验选择不同波段或波段组合的数据与同步观测的地面数据进行统计分析，再经检验得到最后满意的模型方程（如图）。

图1：遥感监测水质步骤简图

2水质遥感监测常用的遥感数据

2.1多光谱遥感数据。在水质遥感监测中常用的多光谱遥感数据，包括美国Landsat卫星的MSS、TM、ETM 数据，法国SPOT卫星的HRV数据，气象卫星NOAA的AVHRR数据，印度遥感IRS系统的LISS数据，日本JERS卫星的OPS(光学传感器)接收的多光谱图像数据，中巴地球资源1号卫星（CBERS--1）CCD相机数据等。

Landsat数据是目前应用较广的数据。1972年Landsat1发射后，MSS数据便开始被用于水质研究中。如解亚龙等用MSS数据对滇池悬浮物污染丰度进行了研究，明确了遥感数据与悬浮物浓度的关系；张海林等用MSS和TM数据建立了内陆水体的水质模型；Anne等人用TM和ETM 数据对芬兰的海岸水体进行了研究。

SPOT地球观测卫星系统，较陆地卫星最大的优势是最高空间分辨率达10m。SPOT数据应用于水质研究中，学者们也做了一些研究。如可以利用SPOT数据来估算悬浮物质浓度和估计藻类生物参数。

AVHRR(高级甚高分辨率辐射计)是装载在NOAA列卫星上的传感器，每天都可以提供可见光图像和两幅热红外图像，在水质监测等许多领域广泛应用，如1986年，国家海洋局第二海洋研究所用NOAA数据对杭州湾悬浮固体浓度进行了研究。

2.2高光谱遥感数据

2.2.1成像光谱仪数据。成像光谱仪也称高光谱成像仪，实质上是将二维图像和地物光谱测量结合起来的图谱合一的遥感技术，其光谱分辨率高达纳米数量级。国内外的学者主要利用的有：美国的AVIRIS数据、加拿大的CASI数据、芬兰的AISA数据、中国的PHI数据以及OMIS数据、SEAWIFS数据等进行了水体水质遥感研究，对一些水质参数，如叶绿素浓度、悬浮物浓度、溶解性有机物作了估测。

2.2.2非成像光谱仪数据。非成像光谱仪主要指各种野外工作时用的地面光谱测量仪，地物的光谱反射率不以影像的形式记录，而以图形等非影像形式记录。常见的有ASD野外光谱仪、便携式超光谱仪等。如对我国太湖进行水质监测时，水面光谱测量就用了GRE-1500便携式超光谱仪，光谱的响应范围0.30~1.1um，共512个测量通道，主要将其中0.35~0.90um的316个通道的数据用于水质光谱分析。并且非成像光谱仪与星载高光谱数据的结合，可望研究出具有一定适用性的水质参数反演模型。

2.3新型卫星遥感数据。新的卫星陆续升空为水质遥感监测提供了更高空间、时间和光谱分辨率的遥感数据。如美国的LandsatETM 、EO--1ALI、MODIS，欧空局的EnvlsatMERIS等多光谱数据和美国的EO-1Hyperion高光谱数据。Koponen用AISA数据模拟MERIS数据对芬兰南部的湖泊水质进行分类，结果表明分类精度和利用AISA数据几乎相同；Hanna等利用AISA数据模拟MODIS和MERIS数据来研究这两种数据在水质监测中的可用性时发现；MERIS以705nm为中心的波段9很适合用来估算叶绿素a的浓度，但是利用模拟的MODIS数据得到的算法精度并不高。Sabine等把CASI数据和HyMap数据结合，对德国梅克莱堡州湖区水质进行了监测，为营养参数和叶绿素浓度的定量化建立了算法。

3水质遥感存在的问题与发展趋势

3.1存在的问题：①多数限定于定性研究，或进行已有的航空和卫星遥感数据分析，却很少进行定量分析。②监测精度不高，各种算法以经验、半经验方法为主。③算法具有局部性、地方性和季节性，适用性、可移植性差。④监测的水质参数少，主要集中在悬浮沉积物、叶绿素和透明度、浑浊度等参数。⑤遥感水质监测的波段范围小，多集中于可见光和近红外波段范围，而且光谱分辨率大小不等，尤其是缺乏微波波段表面水质的研究。

3.2发展趋势

3.2.1建立遥感监测技术体系。研究利用新型遥感数据进行水质定量监测的关键技术与方法，形成一个标准化的水安全定量遥感监测技术体系，针对不同类型的内陆水体，建立多种水质参数反演算法，实现实验遥感和定量遥感的跨跃，从中获得原始创新性的成果。

3.2.2加强水质遥感基础研究。加深对遥感机理的认识，特别是水质对表层水体的光学和热量特征的影响机理上，以进一步发展基于物理的模型，把水质参数更好的和遥感器获得的光学测量值联系起来；加深目视解译和数字图象处理的研究，提高遥感影象的解译精度；增强高光谱遥感的研究，完善航空成像光谱仪数据处理技术。

3.2.3开展微波波段对水质的遥感监测。常规水质遥感监测波段范围多数选择在可见光或近红外，尤其是缺乏微波波段表面水质的研究情况。将微波波段与可见光或近红外复合可提高对表面水质参数的反演能力。

3.2.4拓宽遥感水质监测项。现阶段水质遥感局限于某些特定的水质参数，叶绿素、悬浮物及与之相关的水体透明度、浑浊度等参数，对可溶性有机物、COD等参数光谱特征和定量遥感监测研究较少，拓宽遥感监测项是今后的发展趋势之一。应加强其他水质参数的光谱特征研究，以扩大水质参数的定量监测种类，进一步建立不同水质参数的光谱特征数据库。

3.2.5提高水质遥感监测精度。研究表明利用遥感进行水质参数反演，其反演精度、稳定度、空间可扩展性受遥感波段设置影响较大，利用星载高光谱数据进行水质参数反演，对其上百的波段宽度为10nm左右的连续波段与主要水质参数的波谱响应特性进行研究，确定水质参数诊断性波谱及波段组合，形成构造水质参数遥感模型和反演的核心技术，提高水质监测精度。

3.2.6扩展水质遥感监测模型空间。系统深入的研究水质组分的内在光学特性，利用高光谱数据和中、低分辨率多光谱数据进行水质遥感定量监测机理研究，进行水质组分的

定量提取和组分间混合信息的剥离，消除水质组分间的相互干扰，建立不受时间和地域限制的水质参数反演算法，形成利用中内陆水体水质多光谱遥感监测方法和技术研究低分辨率遥感数据进行大范围、动态监测的遥感定量模型。

3.2.7改进统计分析技术。利用光谱分辨率较低的宽波段遥感数据得到的水质参数算法精度都不是很高，可以借鉴已在地质、生态等领域应用的混合光谱分解技术，人工神经网络分类技术等，充分挖掘水质信息，建立不受时间和地域限制的水质参数反演算法，提高遥感定量监测精度。

3.2.8综合利用“3S”技术。利用遥感技术视域广，信息更新快的特点，实时、快速地提取大面积流域及其周边地区的水环境信息及各种变化参数；GPS为所获取的空间目标及属性信息提供实时、快速的空间定位，实现空间与地面实测数据的对应关系；GIS完成庞大的水资源环境信息存储、管理和分析。将“3S”技术在水质遥感监测中综合应用，建立水质遥感监测和评价系统，实现水环境质量信息的准确、动态快速，推动国家水安全预警系统建设。参考文献：

[1]张继贤，乔平林.水资源环境遥感监测与评价[M].北京:测绘出版社，20__.

[2]谢欢，童小华.水质监测与评价中的遥感应用[J].遥感信息，20__.

[3]齐峰，王学军.内陆水体水质监测与评价中的饿遥感应用[J].环境科学进展，1999.

[4]解亚龙，李勃，王星捷等.滇池悬浮物污染丰度的遥感检测分析[J].昆明理工大学学报，20__.

[5]张海林，何报寅.遥感应用于湖泊富营养化评价的研究[J].上海环境科学，20__.

[6]刘灿德，何报寅.水质遥感监测研究进展[J].世界科技研究与发展，20__.

[7]万余庆，张凤丽，闫永忠.高光谱遥感技术在水环境监测中的应用研究[J].国土资源遥感，20__.

[8]周艺，周伟奇，王世新等.遥感技术在内陆水体水质监测中的应用[J].水科学进展，20__.

[9]李嵘.遥感技术在水环境监测中的应用研究[J].江西化工，20__.

[10]顾先冰，司群英.国内外遥感卫星发展现状[J].航天返回与遥感，20__.

作者简介：