《环境遥感概论》课件

环境遥感概论环境遥感是利用遥感技术来获取和分析环境信息它涵盖了地球表面各种环境要素，包括植被、水体、土壤、地质、大气等遥感技术概述获取数据数据处理应用广泛空间分析卫星通过传感器获取地球表面将原始数据转换为可解释的图广泛应用于环境监测、土地利对遥感数据进行分析，提取地信息，例如光学图像像或信息，如地图用、灾害预警等领域理信息，如土地覆盖类型遥感数据获取方式地面观测航空遥感地面观测是直接获取数据的方航空遥感利用飞机或无人机搭载式，人员在地面上进行测量，采传感器进行数据采集，具有更高集各种环境信息这种方式能获的空间分辨率和更广阔的覆盖范得精确的数据，但成本高，效率围，适合进行区域性环境监测低，难以覆盖大范围区域卫星遥感卫星遥感利用卫星搭载传感器对地球进行观测，具有全球覆盖范围，能够获取长期时间序列数据，是环境监测的重要手段遥感传感器分类传感器类型传感器工作波段

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22.根据探测能量类型，传感器可分为被动传感器可分为可见光/近红外、中红外、传感器和主动传感器热红外、微波等空间分辨率时间分辨率

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44.指传感器能分辨的地面最小单元，也称指传感器对同一区域进行重复观测的时为地面分辨率间间隔遥感成像原理目标辐射能量1地球表面物体反射或发射的电磁辐射能量，包含目标的各种信息传感器接收2遥感传感器接收目标辐射的电磁波信号，并将其转换为可测量的信号数据处理与分析3对传感器接收的信号进行处理、分析，提取目标的特征信息，最终生成遥感图像光谱与遥感图像特性遥感图像可以识别不同地物的光谱特征，并将其转化为可视化的图像信息光谱信息可以反映地物的物质组成、化学成分以及物理状态，为环境监测、土地利用分类、资源勘探等应用提供重要的数据支撑遥感数据预处理几何校正消除传感器、地球曲率和地形起伏带来的几何变形，使图像与地面坐标系一致辐射校正消除传感器、大气和地表反射率的影响，使图像数据反映地物的真实辐射能量噪声去除去除数据采集过程中产生的噪声，例如随机噪声和条带噪声镶嵌与拼接将多个图像拼接成一个完整的场景，或将不同时期的图像进行拼接，方便分析影像配准将不同时期、不同传感器或不同坐标系下的图像进行配准，便于比较和分析遥感图像增强目的方法应用示例增强图像对比度和清晰度，突•直方图均衡化增强图像细节，改善可视化效出目标信息，便于分析解释果，提高图像质量•对比度拉伸•空间滤波•边缘增强遥感图像分类方法基于像元分类面向对象分类将遥感图像分割成一个个像素单元，根据每个将遥感图像分割成具有相同特征的区域，对这像素的光谱特征对其进行分类些区域进行分类机器学习分类深度学习分类利用机器学习算法，根据训练样本对遥感图像利用深度神经网络，自动学习遥感图像的特进行分类征，进行分类监督分类算法最大似然法最近邻分类法

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22.最大似然法是一种常用的监督最近邻分类法是一种简单的分分类算法，它基于概率统计理类算法，它根据待分类像素与论，根据每个类别样本的统计已知类别样本的距离，将其归特征，计算每个像素属于各个为距离最近的样本所在的类类别的概率，并将其归为概率别最大的类别支持向量机决策树

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44.支持向量机是一种强大的分类决策树是一种树状结构，它根算法，它通过寻找最优分类超据一系列特征值进行判断，最平面来实现分类，具有良好的终将待分类像素归为某个类泛化能力和鲁棒性别无监督分类算法K-均值聚类层次聚类密度聚类根据数据点与聚类中心的距离进行划分通过逐步合并或分割数据点来构建聚类层次识别数据集中密度较高的区域，将这些区域结构划分为不同的聚类遥感数据融合多源数据融合1结合不同传感器几何校正2消除几何畸变数据配准3对齐不同数据融合算法4生成新图像遥感数据融合是一种将不同来源的遥感数据结合起来的技术通过融合不同传感器获取的信息，可以提高数据的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率三维遥感技术三维遥感技术可以获取地表三维信息，包括高度、地形、地貌等与传统二维遥感相比，三维遥感可以提供更加丰富、直观和精确的地理空间信息三维遥感技术在环境监测、城市规划、自然资源管理、灾害监测等领域应用广泛遥感在环境监测中的应用大气监测水环境监测森林资源监测土壤监测监测空气质量，如污染物浓监测水体质量，如水体污染程监测森林覆盖率、植被生长状监测土壤成分、土壤肥力，了度、气体排放，帮助制定环境度、水质变化，评估水资源状况，了解森林资源变化趋势解土壤质量变化，评估土地利保护策略况用状况遥感在土地利用监测中的应用土地利用变化监测土地利用结构分析土地利用管理遥感技术可以有效监测土地利通过遥感数据分析，可以了解遥感技术可以为土地管理提供用的变化情况通过对比不同不同土地利用类型的空间分布重要信息支持例如，通过遥时期的遥感影像，可以识别出特征，并分析土地利用结构的感监测，可以及时发现违法占土地利用类型的变化趋势，例合理性这有助于制定合理的用土地的行为，并进行有效监如耕地、林地、草地、建设用土地利用规划，促进土地资源管地等的增减变化的合理利用遥感在森林资源监测中的应用森林覆盖率监测森林生物量监测遥感技术可用于监测森林覆盖率利用遥感数据可以估算森林生物的变化，评估森林砍伐和退化情量，帮助了解森林的碳储存能况力森林火灾监测病虫害监测及时发现森林火灾，并评估火灾遥感图像可以识别受病虫害侵染面积和蔓延趋势的区域，及时采取防治措施遥感在水环境监测中的应用水体污染监测水资源调查水体富营养化监测水文要素监测遥感监测水体污染物，如氮利用遥感监测水体面积、水遥感监测水体富营养化程度，遥感监测水文要素，如水流速磷、重金属、有机物分析水深、水位变化，获取水资源分如藻类、浮游生物等，评估水度、水温、水深，了解水体动体颜色、浑浊度、叶绿素浓布信息为水资源管理、水利体生态状况，制定水体治理方态变化，为水资源管理提供重度，评估水质状况工程建设提供数据支持案要数据遥感在大气监测中的应用空气质量监测气候变化研究天气预报遥感监测大气污染物浓度，如二氧化硫、氮遥感监测全球气温变化，研究温室气体排放遥感监测云层覆盖、降雨量、风速等天气要氧化物和臭氧，评估空气质量，并为环境管对气候的影响，预测未来气候变化趋势素，为天气预报和灾害预警提供重要数据理提供科学依据遥感在地质勘探中的应用矿产资源勘探地质构造分析遥感技术可用于识别矿产资源分遥感图像可以清晰地显示地质构布区域，如金属矿、非金属矿和造，如断层、褶皱和岩层走向，能源矿为地质研究提供重要依据地质灾害监测地下水资源探测遥感技术可以监测滑坡、泥石遥感技术可以帮助探测地下水资流、地震等地质灾害发生情况，源分布，为地下水资源开发利用为灾害预警和防治提供支持提供参考遥感在自然灾害监测中的应用灾害评估灾害预警

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22.遥感图像可以快速获取灾害区域的影像通过监测气象数据和环境变化，遥感可信息，帮助评估灾害的范围、程度和影以提前预警潜在的自然灾害，如洪水、响地震、干旱等灾后重建

33.遥感技术可以帮助灾后重建工作，如规划重建区域、评估重建进度，以及监测重建效果遥感在城市规划中的应用城市规划城市扩张遥感数据提供城市发展空间的全面信息，如土监测城市扩张趋势，评估城市发展对环境的影地利用状况、人口密度、基础设施分布等响，预测未来城市发展趋势交通规划城市绿地分析城市交通流量和拥堵情况，规划城市交通评估城市绿地覆盖率，监测城市绿地变化，规网络，优化城市交通系统划城市绿地系统，改善城市生态环境遥感在农业监测中的应用作物长势监测土地利用变化监测通过分析不同时相的遥感数据，监测作物利用遥感影像识别耕地、林地、草地等土生长状况，比如叶面积指数、植被覆盖度地利用类型，监测土地利用变化趋势，为等，及时发现病虫害、干旱等问题农业政策制定和资源管理提供数据支持•精准施肥•土地利用变化监测•病虫害防治•农业资源评估•灌溉优化•土地规划遥感在生态环境监测中的应用生态系统监测污染监测遥感可以监测森林覆盖度变化，遥感监测大气污染物，水体污评估植被生长状况，监测物种分染，土壤污染布自然灾害评估生物多样性监测遥感监测洪水、干旱、地震等自遥感监测生物多样性变化趋势，然灾害的发生发展，并评估其影评估濒危物种栖息地变化响遥感在海洋监测中的应用海面温度监测海洋生物资源监测遥感监测海水温度变化，例如厄尔尼诺现象和遥感监测海洋生物多样性，例如珊瑚礁和鱼类拉尼娜现象，分析海洋热量变化，识别洋流变分布，评估海洋生态系统健康状况化海洋污染监测海洋环境监测遥感监测海洋污染物，例如石油泄漏和赤潮，遥感监测海洋环境变化，例如海面风速和海浪及时发现和处理污染事件高度，提供海洋预报和灾害预警信息遥感在环境评价中的应用环境影响评价污染源识别生态系统评价利用遥感技术监测环境变化，评估工程建设遥感图像可以识别污染源，监测污染物排放遥感技术可以监测生态环境变化，评估生态对环境的影响情况，评估污染程度系统健康状况，为生态保护提供依据遥感数据处理软件介绍

11.ENVI

22.ERDAS ImagineENVI是一个功能强大且常用ERDAS Imagine是另一个强的遥感图像处理软件，提供丰大的遥感数据处理软件，具备富的图像处理功能和工具，适强大的图像处理、分析和可视用于各种遥感数据分析化功能，广泛应用于地球科学领域

33.ArcGIS

44.QGISArcGIS是一款地理信息系统QGIS是一个开源的地理信息GIS软件，除了地图绘制和系统软件，具有丰富的遥感图空间分析外，还包含强大的遥像处理扩展，可以用于各种遥感图像处理工具，提供数据管感数据分析和可视化理、分析和可视化功能遥感技术发展趋势更高分辨率1传感器技术不断发展，分辨率不断提高多光谱与高光谱2光谱范围更广，可获取更多信息合成孔径雷达（）SAR3不受云层影响，全天候获取数据无人机遥感4灵活机动，可获取高分辨率数据遥感技术发展趋势主要体现在以下几个方面传感器技术不断发展，分辨率不断提高；光谱范围更广，可获取更多信息；合成孔径雷达（SAR）不受云层影响，全天候获取数据；无人机遥感灵活机动，可获取高分辨率数据遥感在环境保护中的作用环境监测资源管理遥感技术可以监测大气污染、水遥感可以帮助监测土地利用变污染、土壤污染、森林砍伐等环化、水资源分布、生物多样性境问题等，为资源管理提供数据支持环境评价环境监管遥感可以对环境变化进行评估和遥感技术可以帮助监管环境污染预测，为环境保护决策提供科学排放、生态环境保护等，提高环依据境执法效率遥感技术应用实例分析遥感技术在环境监测、土地利用、灾害监测、城市规划、农业监测等领域具有广泛的应用例如，利用遥感影像可以监测森林砍伐情况，评估水质污染程度，预测洪水风险此外，遥感技术还能用于考古研究、矿产勘探、海洋环境监测等方面，发挥着重要作用总结与展望结论展望环境遥感技术在环境监测、资源管理、灾害预警等领域发挥着越高分辨率遥感、三维遥感、人工智能等新技术的应用将进一步提来越重要的作用升环境遥感技术的应用潜力未来，随着遥感技术和信息技术的不断发展，环境遥感技术将更环境遥感技术将在全球气候变化监测、生态环境保护、可持续发加高效、精确、智能化展等方面发挥更大的作用。