第3章_水环境遥感.ppt

石油污染的企鹅 遥感监测的意义： 遥感调查石油污染不仅能发现已知污染区的范围和估算污染石油的含量，而且可追踪污染源。如果污染源是海上油轮，可根据遥感图像追究其法律责任；如果污染源不是来自人类活动，而是海底自然漏油，则可能发现新的油田。 3.4 石油污染遥感监测 遥感监测波段： 石油污染后，在海面上形成一层油膜，未污染海水与水面上油膜，由于两者的辐射反射率不同，辐射温度不同。因而可以利用热红外图像进行遥感监测。在热红外图像上，夜晚未污染水区呈白色条带，排油区呈黑色条带。另外灰阶不同，还可计算出石油覆盖的含量，而且可以追踪，污染源。 3.4 石油污染遥感监测 控测石油污染的方法很多。 一种是利用0.3-0.4?m波段控测，石油在这个波段反射率较弱。 在紫外像片上油膜呈白色调，在可见光的蓝色光范围；石油反射率较海水高，还有闪烁现象，油污的伪彩色密度分割片能很清楚显示排油源和油污范围。 在常温下石油反射率远小于海水反射率，热红外像片上，油膜呈深色调，也可测定油污。 用13.6GHZ频率（即2.2cm波长）的微波辐射计成像成能监测石油污染。 3.4 石油污染遥感监测 目前可用于水面石油污染监测的传感器较多，有航空的，也有航天的。 可见光中工作波段在0.63-0.68?m的传感器能使油膜和周围干净海水的反差达到最大。因此，可以用红光波段来监测海面油膜，而用蓝光波段来区分油膜、航迹和泥浆羽流，以达到多波段可见光航遥油测的最佳效果。 紫外光波段对厚度小于5mm的各种水面油膜敏感。此时，油膜对紫外光的反射率比海水高1.2-1.8倍，有较好的亮度反差。因此。利用紫外波段电磁波，可以把海面薄油膜显示出来。 3.4 石油污染遥感监测 红外遥感技术是目前广泛使用的海洋石油污染监测技术。 实验表明，厚度大于0.3mm的油膜，热红外比辐射率在0.95-0.98之间，海水的比辐射率在0.993。因此，当油膜与海水实际温度相同时，它们的热红外辐射强度是不同的。 对厚度小于1mm的油膜，其比辐射率随厚度的增加而增加。因此，海面油膜的红外影像也能反映出灰度层次随厚度的变化情况。由此，从海面油膜的灰度等级，可以确定油膜的厚度等级，算出油膜的厚度和分布，推算出总溢油量。 3.4 石油污染遥感监测 微波波长较长（1mm-30cm），具有很强的绕射透射能力，可以穿透云、雨、雾。运用微波波段的被动式和主动式传感器，均有监测海面溢油的能力。 实验表明，对波长为8mm、1.35cm和3cm的微波，不论入射角和油膜厚度如何，油膜的微波比辐射率都比海水高。这样，用微波辐射计就可以观测海面油膜。 同时由于油膜的比辐射率还随其厚度变化，反映到微波辐射计影像上灰度随油膜厚度变化，因此，用微波辐射计可以监测到油膜的厚度。 3.4 石油污染遥感监测 油膜的存在对海面起平滑作用，使海面粗糙度降低，这样受油膜覆盖的海面，对雷达脉冲波的后向散射系数明显比周围无油膜区小得多，因此在侧视雷达和合成孔径雷达图像上，油膜成暗色调。雷达和微波遥感可以全天时、全天候地进行海上石油监测，缺点是地面分辨率低。 3.4 石油污染遥感监测 此外，还有激光荧光遥感、激光扫描成像、湿度测定法、声学遥感技术等都能进行海上油膜监测。其中激光荧光遥感技术是能探明海面油污油种的最接近实用的遥感探测方法，不仅能迅速描述海面石油污染的分布，而且具有二维绘制能力，不管在白天黑夜或是恶劣气候条件下，都能有效地监测海面油污，数据准确可靠。 通过遥感监测及时发现海上泄油事故，得到排油源和油污面积，估算排污量。通过连续监测得到油污的扩散方向和扩散速度。预测其将影响的区域。 3.4 石油污染遥感监测 概念： 在沿河、沿海、或者港湾的工业或者是人口密集区，有大量的工业和生活废水排入，这些废水往往是多排污口，多渠道的，有的还是间断性的。 3.5 废水污染遥感监测 遥感监测： 用常规方法对这些污染源及入海废水的输移扩散进行整体监测，往往有困难。 具波谱测定表明，造成水体污染的城市生活废水、工业废水和固体废弃物等，其光谱反射特征有较明显的差异。因此可以利用生活污水、工业废水、受污染水体光谱特征的差异，用遥感手段来探测水体污染状况，并由此