Page 152 - 环境监测与污染实用技术

» 第五章 水环境监测

林破坏造成的水土流失、地震对自然环境的危害、矿山的开采造成的地面塌陷、草原
受放牧影响变化等。遥感技术在环境动态监测中的应用是传统监测无法比拟的。
2. 遥感技术在水环境监测中的应用原理
在清澈的水体中，水体的反射率低，水体吸收光的能力强，反射率曲线趋近线性。
而在污水中，污染物质吸收、散射了一部分光，导致污水水体反射率曲线与清水中部

一致。遥感技术在水环境监测中的应用主要是根据遥感影响颜色的差异和水体反射率
来判断水质情况的。水体光谱特征的影响因素主要有：水体组分信息、水质状态。太
阳光经过一系列的吸收和反射后照射到水面，水表面的反射光、散射光和水底的反射

光被卫星传感器吸收。水体中组分的差异会造成反射率的不同，通过分析传感器上总
的辐射亮度，再建立观测值与水体组分关系，从而可以反演水体组分信息。在水体中，
影响光强度和光谱特征的物质主要有三大类：藻类色素（叶绿素等）、黄色物质、悬
浮物质（浑浊度）。目前，遥感技术能预测水体叶绿素 a 浓度、水体透明度、悬浮物质、
水体营养状态等。水体中叶绿素 a 可以表征水质状况。叶绿素 a 在光波段 400~500nm

和 676nm 处有最大吸收值，水体光谱反射曲线表现出两个显著的峰值。光波段范围在
685~715nm 之间的反射峰用来判断水体是否存在叶绿素，光波段范围在 550~570nm

之间的反射峰用来计算叶绿素值。悬浮物质会影响光谱反射率。悬浮物质增加，水体
的反射率也增加，反射峰位置也会出现变动；悬浮物质中小颗粒直径的物质多，对应
散射系数大，反射率也大。光波段范围在 7000~9000nm 之间是遥感技术测量悬浮物
的最优波段。遥感技术在水环境监测中的步骤主要分为：导入数据、定标辐射值、图
像几何纠正、图像划区、表观反射率计算、平滑滤波、图像掩膜建立、应用掩膜、水

环境模型库、水质反演。
3. 应用流程
利用遥感技术进行水环境监测的常规应用流程是数据导入、定位复设置、图像纠

正、图像划区、反射率计算、平滑滤波、图像掩膜建立、应用掩膜、建立环境模型库、
水质反演。利用遥感技术判断水质好坏，可利用以下几种方法。首先是理论法，该种
方法是依照相关理论，利用遥感技术收集监测区域的电磁波，并使用公式测算水中杂
质含量。这种方法简单直观，但也存在弊端。例如，仅仅依靠公式计算，较为单薄，

会导致最终计算出的杂质含量出现误差，影响水环境治理效果。其次是经验法，此种
方法需要收集地面水质的参数以及遥感数据信息，并对上述两个数据信息进行对比，
创建相应模型，随后使用模型计算水质情况。此种方法是在对比的基础之上成立的，
虽然可以计算出水中杂质含量，但由于模型建立时两组数据之间的关联性不够，导致

最终的模型应用效果不高。最后是半经验法，此种方法是随着遥感技术应用程度不断
深入而发展起来的一种新型监测方法。此种方法利用遥感技术通过收集水质情况，估

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