应用彩色红外影像监测水体污染信息

应用彩色红外影像监测水体污染信息


发布日期: 1970-01-01 更新日期: 2015-02-03 编辑:giser 浏览次数: 4447

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摘要: 1.污染水的判读标志 一般而言,可见光黑白影像记录水体的反射光谱信息,是依靠灰度特征表示的。而彩色影像通过丰富的色彩、明亮度和饱和度记录水体表面的各种信息,能突出表现水面细微的变化。研究表明,应用彩色红外影像监测水体污染状况效果最为理想。 根据在城市地区试验研...

1.污染水的判读标志

一般而言,可见光黑白影像记录水体的反射光谱信息,是依靠灰度特征表示的。而彩色影像通过丰富的色彩、明亮度和饱和度记录水体表面的各种信息,能突出表现水面细微的变化。研究表明,应用彩色红外影像监测水体污染状况效果最为理想。 根据在城市地区试验研究的结果,认为1:10000比例尺的彩色红外航空像片是比较适用的。识别水体污染的特征标志,包括影像的色彩、污染水体的纹理及其相关的辅助标志。

2.污染物扩散状态的影像特征

遥感监测视野开阔,对大面积发生的水体扩散过程容易通览全貌,能观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围以及与清洁水混合稀释等信息,从而查明污染物的来龙去脉,为研究人员水样监测的布点提供依据。污染水体在彩色红外影像上平面展布的图形特征,会受到排放源作用力和水体动力合成的影响。它的扩散形态可以作为识别水动力特点的标志。

(1) 静态水中污染物的扩散

在水流静止的环境里,污染物的排放都以排污口为中心成半圆形均匀地向外扩散,它在彩色影像上的几何形态非常明显。当排放口污水数量很大,污水流速很快时,则在平面上展布为扇状或喇叭状。

(2) 流动水中污水的扩散

由于受河水动力作用,从排污口排放的污水向下游顺水流方向扩散并在平面上展开,且很快与河水掺混发生稀释作用,故在彩色红外影像上还可以观察到水流的动力特点。

(3) 河口海湾内污水的扩散

在河口海湾地区,当污染水体注入时,由于受潮汐运动的影响,污染物随水流漂浮移动,运动方向与潮汐推移方向相同。海洋潮汐每天周期性地发生涨落,污染物运动方向也相应发生改变,在彩色红外影像上展布的形态也表现出不同图案。在发生涌潮时,排污口污水呈现连续的一片;一旦退潮,污水与排污口失去联系,形成了脱离污染源的离岸孤立的混浊水体。

3.水质监测的影像指示物

利用彩色红外像片监测水质污染,除了上述影像色彩特征外,还可以凭借指示物发现隐蔽的污染物排放源,查明那些用肉眼不能直接观察到的污染物。实践证明,水中的悬浮泥沙和浮游植物可以作为判读指示物。

(1) 悬浮泥沙在水污染监测中的指示作用

水中的泥沙微粒,是许多污染物强有力的吸附物。例如重金属离子、农药和杀虫剂,排放进入水体后大部分依附在悬浮泥沙上。所以在彩色红外图像上通过对悬浮泥沙的判读分析,可以追踪重金属 等污染物的行迹。对于堆放在池塘边的垃圾对水环境的影响,可在彩色红外像片上看到因受到水浸泡而向水中扩散的黑色羽流。

(2) 浮游植物在水污染监测中的指示作用

浮游植物具有叶绿素反射光谱的“陡坡效应”,在彩色红外像片上能呈现红色色调而易于识别。利用水体中浮游植物可以追踪到污染物的排放源。在天津海河,曾从彩色红外像片 上发现呈紫红色的条带状的浮游植物蜿蜒伸展,经研究是与纺纱厂的污水排放有关系,从而查明了这个从不被注意的排污口。

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