Page 120 - 新时期生态环境监测与环保技术应用研究

第五章 物理污染监测技术

（二）点位布设及地面水温观测

1. 背景点的选择
在温排水的排放口上游设置背景参照点，海域背景参照点可根据海水涨落潮选择不受
温排水影响的位置，该测点的温度值作为描述水域温度场分布的背景值。

2. 水文观测站的布设及监测
为使亮温与水温的数学关系式具有统计意义，要求选择当地水文观测站至少 10 个，
若不足 10 个应按《水文观测规范》要求，设置临时水文观测点，选择与所订购的卫星遥

感数据同步（或准同步）的时间，按《水文观测规范》要求进行水域表层温度观测。
（三）遥感图像解译
（1）使用空间域运算或频域运算方法对遥感图像进行预处理。

（2）图像的几何校正。卫星的姿态、高度、速度的变化及前进运动、传感器的工作状态、
地球的自传、曲率、高程的影响等都会引起图像的几何位置发生变化，造成几何失真。为

使不同的遥感图像在空间位置上相一致，必须对遥感图像进行几何校正。
①控制点 (GCP) 的选择原则。通常选择原始遥感影像上地面突变点作为控制点，如道
路的交叉口、河流分叉或拐弯处、桥梁、建筑物等。这些地物标志明显，易于识别。控制

点的数量：对几何畸变程度较小的原始遥感影像，通常不少于 15 个；对几何畸变程度较
大的原始遥感影像，通常要 30 个以上。在同一幅原始遥感影像图中，原则上中心区域的

控制点少一些，四周区域多一些。在几何畸变程度相近的区域控制点要均匀分布。
②几何校正方法。在每一幅原始遥感影像图上选择好控制点，求出这些控制点在数字
化地图（1：10000）上对应点的真实坐标，然后将这些已知坐标的控制点代入计算机的校

正软件（ERDAS IMAGINE 软件中 Image Geometric Correction 模块）进行运算。
（3）数学模式的建立：①亮温（Tb）的计算，根据数据文件中记录的辐射参数，将
遥感数据纪录的像元值换算成地物在大气顶部的辐射亮温（Tb）；②建立亮温与水温的计

算模型，厦门市 2000 年的遥感监测表明，只要地面观测点足够多（至少 10 个），亮温与
水温之间呈线性关系。因此建模时将卫星反演的亮温与地面水文站观测的水域表层温度用
最小二乖法进行线性回归，以获得亮温与水温的计算模式。

（4）水体热污染温度场分布：①根据亮温和水温的计算模型，利用 ARCGIS 中统计
学模块的克立格插值法（Kriging）建立水温温度场分布图；②根据水温温度场分布情况

和背景点表层温度，确定水体热污染温差分布情况；③利用 ERDAS IMAGINE 中 Image
Interpreter 的 GIS Analysis 模块进行水体热污染温度场统计。根据 GB3097-1997 中关于
水温限值的规定，要求计算出温差≥ 1℃、温差≥ 2℃、温差≥ 4℃等的区域面积及所占

比例；④利用 ERDAS IMAGINE 中图像分类工具，绘制水体热污染温度场分布图（1：
100000），并以不同色阶表示水体热污染不同强度的区域。

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