Page 183 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

遥感技术在生态环境监测中的应用研究

水体物理、水化学性质密切相关，往往很难获取，加上模型的求解过程比较繁琐，因而在

实际应用中不能得到广泛的推广。后经前人的改进，在水体深度求解过程中进行了适当的
简化，同时采用了单波段、两波段、多波段、正交化等算法，使得解析法的精度得到了提
高，在某些水体中得到一定的应用。波浪法

波浪法是根据波浪来探测水体的深度，它主要利用波浪、波浪周期和波浪折射等波浪
模式与水深及海底地形之间的关系；重力波在浅水区产生的折射；潮流线在经过浅水区所
引起的水面粗糙度的变化以及内波在图像上形成的图谱，经分析得到水深。该方法的优势

在于对于水质和海底底质类型空间差异性大的区域探测水深较为有效，但由于在深度大于
1/2 波长的水体，波浪不能到达水底，因此其可探测的水深有限。Li-Guang.Leu 和 Heng-
Wen.Chang 利用遥感技术采用此方法用 SPOT 数据对台中海港作水深反演，12m 以内的误

差在 0-2m 之间，大于 12m 的水域误差较大。
2. 统计法

统计法主要是利用研究区实测水深数据与多波段光谱数据之间的相关关系建立模型，
然后用模型进行反演，推测出整个水域的水深分布图。它无需知道水体内部的光学参数，
直接寻找经过预处理后的遥感影像图反射率值和实测水深数据之间的相关关系，建立相关

方程。根据利用波段数的不同，该方法又可分为单波段法、双波段法、线性多波段三种方法。
单波段方法参数较少，较为简单，易于实现。实验表明，不同波长的可见光，对水体

具有不同的穿透力，可见光中绿波段（0.50 ～ 0.56μm）具有最大的大气透过率和最小的
水体衰减，沈芳（2003）等选用这一波段与实测水深建立相关关系反演青海湖的水深，两
者的相关关系接近 0.95，通过遥感反演的湖底地形结果与实测的湖水等深线基本吻合。田

淑芳等（2006）在国内首次对高含盐量的西藏扎布耶盐湖进行水深探测，用相关分析方法
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确定了 Tm 波段是调查盐湖水深的最佳波段；对高浓度扎布耶盐湖水深进行了定量研究，
揭示了扎布耶盐湖水深的空间变化规律，建立了高含盐量盐湖水深的遥感模型，具有很高

的精度。
双波段法主要是利用两个对水体有较强穿透能力的波段比值进行反演水深，它能有效
消除水体的衰减系数和底部反射率的绝对值因水体类型和底部物质种类的不同而造成的影

响，在一定程度上还可以减小太阳高度角、水面波动以及卫星态势、扫描角等变化而产生
的影响，因此得到了广泛的应用。孙涛等通过分析 ETM+ 遥感影像不同波段对水体、水深

的敏感性，建立了水深和相应的比值法水深遥感反演模型，从而快速获取大范围水域水深
信息，整体精度达到 80% 以上。张东等通过对长江口南支水域 Landsat.TM 遥感图像进行
水深专题信息的增强处理，选择了 TM4/TM2 波段组合，建立了该水域水深与影像光谱值

之间的统计相关关系，提出了图像处理质量的高低和反演模型建立的好坏是提高水深遥感
精度的关键所在的观点。

多波段方法是运用多个波段作为参数来反演水深，它可以消除不同底质反射率造成的
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