遥感第七章

1TM影像解译-沈阳市2月4日6月11日7月13日10月1日2从上述图片中，确定针叶林，阔叶林，水田，旱地？你是如何区分出来的？3第七章遥感应用第一节地质遥感第二节水体遥感第三节植被遥感第四节土壤遥感第五节高光谱遥感的应用4第一节地质遥感5一、岩性的识别1.岩石的反射光谱特征：(图7.1)与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关组成岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙度的影响岩石表面湿度的影响。6一、岩性的识别2、沉积岩的影像特征及其识别沉积岩最大特点是成层性沉积岩常常形成不同的地貌特点(P227图7.3)沉积岩的解译应着重标志性岩层的建立.疏松的陆相碎屑岩直接与形成的地貌有关7沉积岩的条带状影像8沉积岩主要解译标志表色调影纹图案地形（貌）水系植被与土地利用其他沉积岩砾岩不均匀的深灰色调呈斑块状不甚的条纹条带表面状粗糙呈斑杂状。阴影发育沿主要节理方向发育陡崖垅岗地貌，崎岖不平的地形地表水系不发育基岩区植被不发育崩积物发育砂岩浅灰色调，植被丛生或铁质胶结多为中—深灰色发育有规则的条纹条带状影纹常成单面山猪背岭陡峻崎峰，山脊走向稳定中等密度的树枝状格状及角状水系，冲沟短切割深横剖面呈“V”形树木，耕地较少，仅集中于河道沟边可据砂岩稳定延伸远，特有地形，水系等特征而做标志层粘土岩类灰－暗灰条纹条带状影纹较发育，平缓坡地，开阔洼地低矮圆滑馒头状山丘典型树枝状及似乎行状水系，冲沟短而密，横剖面呈圆滑的“Ｕ”形土壤较厚，村镇，路，耕地较多，是很好的农作物区边坡树木覆盖易风化多残坡积物，呈浅色斑状碳酸岩类干旱区较均匀的浅－中等灰色调可发育有条纹条带状影纹呈陡峻山势，山脊走向连续水系以细小冲沟为主植被较稀少，少耕地基岩裸露残坡积物少潮湿区基岩区为浅灰色调，植被覆盖多呈深灰色调斑块状不规则溶蚀地貌发育内向水系为典型，星点状，冲沟系数短而浅植被茂盛，农田，村镇，道路集中在河谷裂隙均匀分布，并成组出现9一、岩性的识别3、岩浆岩的影像特征及其识别(图7.4)岩浆岩呈团块状和短的脉状,与沉积岩在形状结构上明显不同。酸性岩以花岗岩为代表，色调浅,易与围岩区分,形态常显圆形,椭圆形和多边形.基性岩色调深容易风化剥蚀成负地形:方山,台地.中性岩介于二者之间。火山岩最易识别.4、变质岩的影像特征及其识别与原始母岩的特征相似，由于变质作用，使得影像特征更复杂。10二、地质构造的识别1、水平岩层的识别：(图7.6)硬岩的陡坎与软岩的缓坡呈同心圆状分布。2、倾斜岩层的识别：(图7.7图7.8)在低分辨率遥感影像上，根据顺向坡有较长坡面，逆向坡坡长较短的特性判断岩层的倾向。在高分辨率的遥感影像上常出现岩层三角面，据此可确定岩层的产状3、褶皱及其类型的识别注意不同分辨率遥感影像的综合应用。选择影像上显示最稳定、延续性最好的平行色带作为标志层。标志层的色带呈圈闭的圆形、椭圆形、橄榄形、长条形或马蹄形等，是确定褶皱的重要标志。11二、地质构造的识别4、断层及其类型的识别：(图7.11)断层在遥感影像上有两种表现：一是线性的色调异常；二是两种不同色调的分界面呈线状延伸。地质构造标志、地貌标志、水系标志等影像特征也是判断断层存在的重要标志。5、活动断层的确定除了具备断层的影像特征外，还具有以下特征：山形、沟谷的明显错位和变形；山形走向突然中断；山前现代或近代洪积扇错开；震中呈线形排列，活动频繁。12三、构造运动的分析上升运动，在地貌上表现为山地的抬升及河流的切割；地壳的下沉区在地貌上表现为负地形。两者接触带上往往有断裂存在。在水系上，上升区表现为放射状水系；下降区则表现为汇聚状水系。1314水体遥感监测的主要任务是通过对遥感影像的分析,获得水体的分布、泥沙、有机质等状况和水深、水温等要素的信息，从而对一个地区的水资源和水环境等作出评价，为水利、交通、航运及资源环境等部门提供决策服务。第二节水体遥感15一、水体的光谱特征太阳光照射到水面，少部分被水面反射回空中，大部分入射到水体。入射到水体的光，又大部分被水体吸收，部分被水中悬浮物（泥沙、有机质等）反射，少部分透射到水底，被水底吸收和反射。被悬浮物反射和被水底反射的辐射，部分返回水面，折回到空中。因此遥感器所接收到的辐射就包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。由于不同水体的水面性质、水体中悬浮物的性质和含量、水深和水底特性等不同，从而形成传感器上接收到的反射光谱特征存在差异，为遥感探测水体提供了基础。16第二节水体遥感一、水体的光谱特征传感器所接受的水体的辐射包括哪些？包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深和水底特性的不同，传感器上接收的反射光谱特性存在差异,为遥感探测水体提供了基础。17一、水体的光谱特征在可见光范围内，水体的反射率总体上比较低（一般为4%～5%），并随着波长的增大逐渐降低，到0.6微米处约2%～3%，过了0.75微米，水体几乎成为全吸收体。因此，在近红外的遥感影像上，清澈的水体呈黑色。为区分水陆界线，确定地面上有无水体覆盖，应选择近红外波段的影像。水体在微波1mm～30cm范围内的发射率较低，约为0.4%。平坦的水面，后向散射很弱，因此侧视雷达影像上，水体呈黑色。故用雷达影像来确定洪水淹没的范围也是有效的手段。黄河水（泥沙含量960mg/L)长江水（92.5mg/L)湖水（47.9mg/L)18第二节水体遥感二、水体界线的确定在近红外图像上，水体呈黑色；在雷达图像上，水体呈黑色。1920三、水体悬浮物的确定1、泥沙的确定（P237图7.15）●浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水；●波谱反射峰值向长波方向移动。（“红移）清水在0.75微米处反射率接近于零，而含有泥沙的浑浊水至0.93微米处反射率才接近于零；211、泥沙的确定●随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强。有时，近岸的浅水区，水体浑浊度与水深呈一定的对应关系，浅水区的波浪和水流对水底泥沙的扰动作用比较强烈，使水体浑浊，故遥感影像上色调较浅。而深水处扰动作用较弱，水体较清，遥感影像上色调较深。这种情况下，遥感影像的色调间接地反映了水体的相对深度。221、泥沙的确定●波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体穿透能力较强，可反映出水面下一定深度的泥沙分布状况。在洪泽湖的试验表明，0.5～0.6微米的影像可反映2.5m水深的泥沙；0.6～0.7微米的影像可反映1.5m水深的泥沙；0.7～0.8微米影像反映0.5m泥沙；0.8～1.l微米仅能反映水面0.02mm厚水层的泥沙分布状况。因此，以不同波段探测泥沙可构成水中泥沙分布的立体模式。232、叶绿素的确定水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高；水面叶绿素和浮游生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色，甚至浅灰色。四、水温的探测热红外图像，白天水体为暗色调，夜晚为浅色调。242003年6月东太平洋金枪鱼延绳钓和竹荚鱼区叶绿素平均分布图大洋渔场的分布与海温和叶绿素浓度的分布息息相关，海温和叶绿素指数是影响大洋鱼群的种类、分布范围和活动规律的重要因素之一，也是指导渔业部门进行渔业生产的重要信息。2003年，利用海洋一号卫星，对大洋渔场进行了大量的探测，获得了现场实时海温和叶绿素分布图，在此基础上制作了3-9月份逐月平均海温和叶绿素分布图25五、水体污染的探测1、水体污染物浓度大且使水色显著地变黑、红、黄等，与背景水色有较大差异时，在可见光波段的影像上可识别出来。2、水体高度富营养化，可在近红外波段影像上识别出来。3、水体受到热污染，可在热红外波段影像上被识别。4、水上油溢污染可使紫外波段和近红外波段的反射率增高，可被探测出来。六、水深的探测蓝光波段影像上的灰度可反映水深。26对水质监测的目的和意义。27282007年3月份MODIS影像3月份随着入春气温回升，水中浮游植物开始生长，3月MODIS卫星遥感监测到太湖湖面上今年首次出现蓝藻。太湖西南侧出现小范围蓝藻（如图绿色部分），将对太湖的环境与水质产生不利的影响。气候与水环境295月13由于5月以来气温持续偏高、降水偏少，导致太湖蓝藻提前大规模爆发。而近期又盛行东南偏南风，无锡、苏州境内的部分湖面受蓝藻影响最严重，尤其是无锡的梅梁湖和贡湖为重灾区30TM图像上的水体提取由于时间分辨率的限制，在洪水期难以获得无云雾的TM图像，因此TM主要用于洪水灾害损失评估和本底水体的提取。从TM数据中提取水体信息的关键是区分水体与其他地物的阴影，这同样需要进行不同地物各波段的光谱值分析。31TM图像上的水体提取水体、阴影的第5波段明显小于第2波段。而其它地物则刚好相反。在第2、3波段上，水体的灰度值大于阴影，将这两个波段相加可以增大这种差异。在第4、5波段上，阴影的值一般都大于水体。将这两各波段相加，可以增大这种差异。1996年12月27日福清市32TM图像上的水体提取将波段2与波段3相加，波段4与波段5相加，并作出改进后的地物波谱图。可以看出，只有水体具有波段2加波段3大于波段4加波段5的特征。33TM图像上的水体提取阈值法提取水体利用对水陆界线反映较好的Landsat－5的TM第5波段，即中红外波段，通过反复试验，确定其阈值。用TM4、3、2作假彩色合成影像，用目视判读的方法检验阈值法提取水体的效果。所提取的水库和坑塘的轮廓与目视判读的一致，宽的河流与目视判读的基本一致。而较窄的河流没有被提取出来，但这些河流由目视判读也难判读出来。因此，漏提的水体非常少。同时，发现所提取的水体中有一部分并非为真正的水体，而是山体的阴影。因此，多提的水体较多。34TM图像上的水体提取谱间关系法提取水体水体具有独特的谱间关系特征，即波段2加波段3大于波段4加波段5。用同样方法检验提取效果，漏提的水体非常少，也没有发现将山体的阴影当水体提取出来。因此，该种方法提取的水体较为准确。总之，谱间关系法比单波段阈值法提取水体更具优势。尤其是，它能将水体与阴影区分开来。该方法特别适合山区水体的提取。无论是谱间关系法还是单波段阈值法，它们对于提取一些细小的河流都有一定的局限性。这是因为，这些细小的河流都是以混和像元的形式存在。35植被调查是遥感的重要应用领域。植被是环境的重要组成因子，也是反映区域生态环境的最好标志之一，同时也是土壤、水文等要素的解译标志。个别植物还是找矿的指示植物。植被解译的目的是在遥感影像上有效地确定植被的分布、类型、长势等信息，以及对植被的生物量作出估算，因而可以为环境监测、生物多样性保护、农业、林业等有关部门提供信息服务。第三节植被遥感36第三节植被遥感一、植被的光谱特征1、健康植物的反射光谱特征：有两个反射峰、五个吸收谷。37一、植被的光谱特征●植物叶子的颜色在可见光范围内，其反射峰值落在相应的波长范围内。●叶子的组织结构●叶子的含水量●植物的覆盖度2、影响植物光谱的因素第三节植被遥感38二、不同植物类型的区分1、不同植物由于叶子的组织结构和所含色素不同，具有不同的光谱特征。在近红外光区，草本植物的反射高于阔叶树，阔叶树高于针叶树。2、利用植物的物候期差异来区分植物。冬季，落叶和常绿区别3、根据植物的生态条件区别植物类型。39二、不同植物类型的区分1、不同植物由于叶子的组织结构和所含色素不同，具有不同的光谱特征。茂密的草本植物在可见光区低于阔叶树，而在近红外光区高于阔叶树。阔叶树叶片中的海绵组织使得它在近红外光区的反射明显高于没有海绵组织的针叶树。在0.8～1.1微米的近红外光影像上，可以有效地区分出针叶树、阔叶树和草本植物。402、利用植物的物候期差异来区分植物。冬季，落叶和常绿区别也是植被遥感重要方法之一。最明显的是冬季时，落叶树的叶子已经凋谢，叶子的色素组织都发生变化，在遥感影像上显示不出植物的影像特征，无论是可见光区和近红外光区，总体的反射率都下降，蓝光和红光的吸收谷都不明显。而常绿的树木仍然保持植物反射光谱曲线特征，两者很容易辨别。同一种植物在