Page 140 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第五章 遥感技术在煤矿矿山地质环境监测中的应用研究

量的定量估算是可行的。然而，由于高光谱传感器种类少，数据获取困难、成本高、覆盖

面积小等因素，在很大程度上限制了高光谱技术的实际应用。如果现有的多光谱传感器能
够满足对土壤属性研究的需求，那么我们就可以减少对高光谱数据的依赖，在数据源的获
取和重访周期上得到保障。本次研究通过用实测光谱对 Landsat8 卫星的 OLI 和 TIRS 以及

Terra 卫星的 ASTER 传感器的波段进行模拟，旨在探讨利用常用的多光谱传感器，实现对
土壤重金属污染的大面积、实时动态监测的可行性。
（一）多光谱传感器的模拟方法

将经过平滑去噪等处理后的煤田土壤原始光谱数据（包括 VNIR 反射光谱和 TIR 发射
光谱），根据传感器的光谱响应函数对原始光谱进行重采样到传感器各波段，得到与传感
器各波段一致的光谱反射率（发射率）。

将 60 个土壤样本的原始光谱数据在 ENVI4.8 软件中重采样到 OLI-TIRS 和 ASTER 传
感器波段。图 5-11 为模拟 OLI-TIRS 传感器的部分土壤样本光谱（第 8 波段为全色波段，

不进行模拟），图 5-12 为模拟 ASTER 传感器的部分土壤样本光谱。在可见光、近红外和
短波红外波段光谱值为反射率表示，在热红外波段光谱值为发射率表示。从图可看出，对
OLI 波段的模拟光谱大致反映了土壤反射光谱曲线的形状，在可见光和近红外波段曲线陡

峭，对 1.4 和 1.9um 处 OH 的吸收特征有明显的合并反映；由于在 TIRS 波段只有两个，不
能反映土壤发射率光谱特征。对 ASTER 的模拟光谱由于波段数较多，更能反映土壤光谱

的特征，在可见光和近红外波段除了对 OH 的反映外，在 2.2um 后还有 Al-OH 的吸收谱带；
热红外波段有 5 个，石英矿物在 8.5um 左右的强吸收特征有明显体现。

图 5-11 模拟 OLI-TIRS 的土壤反射 / 发射光谱

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