什么是水環(huán)境遙感 我對遙感的理解

什么是遙感？遙感的水質(zhì)監(jiān)測遙感，什么是遙感呢？遙感可以干些什么？水資源遙感包括哪三大領(lǐng)域，遙感是什么?有什么用處？　國內(nèi)外在水工環(huán)領(lǐng)域中遙感技術(shù)的應(yīng)用。

本文導(dǎo)航

• 我對遙感的理解
• 遙感在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用
• 遙感的重要性體現(xiàn)在哪
• 地表水監(jiān)測技術(shù)路線
• 遙感技術(shù)主要是什么
• 遙感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)學(xué)

我對遙感的理解

（1）：遙感，即遙遠(yuǎn)的感知。英文名“Remote Sensing”。

廣義的遙感：泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測。

狹義的遙感：從空中和地面的不同工作平臺上（如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等），通過傳感器，對地球表面地物的電池波反射或發(fā)射信息進(jìn)行探測，并經(jīng)過傳輸、處理和判讀分析，對地球的資源與環(huán)境進(jìn)行探測和檢測的綜合技術(shù)。

（2）：應(yīng)用大概在五大方面

1、資源遙感：如礦產(chǎn)資源方面利用遙感分析找礦，土地資源方面有土地覆蓋，土地利用，土地資源評價，土地動態(tài)檢測等；

2、城市遙感：如城市的擴展，城市生態(tài)環(huán)境，城市人口估算，城市規(guī)劃等都可用遙感技術(shù)來實現(xiàn)；

3、環(huán)境遙感：如大氣環(huán)境中的臭氧層、氣溶膠、大氣熱污染等檢測；水環(huán)境中的水污染，海上石油污染檢測等；自然生態(tài)環(huán)境中的植被檢測，荒漠化檢測，水土流失檢測等；

4、災(zāi)害遙感：例如洪災(zāi)遙感，火災(zāi)遙感，地質(zhì)災(zāi)害遙感；

5、農(nóng)業(yè)遙感：如植物的光譜特征、作物的估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)病蟲害檢測。

目前我國在陸地方面的遙感做的比較多，海洋方面的遙感技術(shù)還比較欠缺。

遙感在水環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用

我國的水污染問題越來越嚴(yán)重，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，江河湖泊面臨這嚴(yán)峻的水質(zhì)污染問題，這也帶動了遙感技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測上的應(yīng)用。據(jù)中科院研究院介紹，我國擁有的水質(zhì)監(jiān)測及評估遙感技術(shù)是基于水體及其污染物質(zhì)的光譜特性研究而成的。國內(nèi)外許多學(xué)者利用遙感的方法估算水體污染的參數(shù)，以監(jiān)測水質(zhì)變化情況。做法是在測量區(qū)域布置一些水質(zhì)傳感器，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可24小時連續(xù)測量水質(zhì)的多種參數(shù)，用于提高水質(zhì)遙感反演精度，使其接近或達(dá)到相關(guān)行業(yè)要求。這種遙感技術(shù)信息獲取快速、省時省力，可以較好的反映出研究水質(zhì)的空間分布特征，而且更有利于大面積水域的快速監(jiān)測。遙感技術(shù)無疑給湖泊環(huán)境變化研究帶來了福音。

遙感的重要性體現(xiàn)在哪

遙感是指非接觸的，遠(yuǎn)距離的探測技術(shù)。一般指運用傳感器/遙感器對物體的電磁波的輻射、反射特性的探測。遙感是通過遙感器這類對電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測目標(biāo)地物。

作用：遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等領(lǐng)域。

比如：

1、地理數(shù)據(jù)獲取

遙感影像是地球表面的“相片”，真實地展現(xiàn)了地球表面物體的形狀、大小、顏色等信息。這比傳統(tǒng)的地圖更容易被大眾接受，影像地圖已經(jīng)成為重要的地圖種類之一。

2、獲取資源信息

遙感影像上具有豐富的信息，多光譜數(shù)據(jù)的波譜分辨率越來越高，可以獲取紅邊波段、黃邊波段等。高光譜傳感器也發(fā)展迅速，我國的環(huán)境小衛(wèi)星也搭載了高光譜傳感器。這些地球資源信息能在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、海洋、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

3、應(yīng)急災(zāi)害資料

遙感技術(shù)具有在不接觸目標(biāo)情況下獲取信息的能力。在遭遇災(zāi)害的情況下，遙感影像是我們能夠方便立刻獲取的地理信息。在地圖缺乏的地區(qū)，遙感影像甚至是我們能夠獲取的唯一信息。在5.12汶川地震中，遙感影像在災(zāi)情信息獲取、救災(zāi)決策和災(zāi)害重建中發(fā)揮了重要作用。海地發(fā)生強震后，已有多家航天機構(gòu)的20余顆衛(wèi)星參與了救援工作。

4、自然災(zāi)害遙感

我國已建立了重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測評估運行系統(tǒng)，可以應(yīng)用于臺風(fēng)、暴雨、洪澇、旱災(zāi)、森林大火等災(zāi)害的監(jiān)測能力特別是快速圖像處理和評估系統(tǒng)的建立，具有對突發(fā)性災(zāi)害的快速應(yīng)急反應(yīng)能力，使該系統(tǒng)能在幾小時內(nèi)獲得災(zāi)情數(shù)據(jù)，一天內(nèi)做出災(zāi)情的快速評估，一周內(nèi)完成詳實的評估。

地表水監(jiān)測技術(shù)路線

遙感在水資源方面的應(yīng)用包括水資源調(diào)查、流域規(guī)劃、水域面積分布及變化、徑流估算、水深、水溫、冰雪覆蓋、土壤水分監(jiān)測、冰凌監(jiān)測、河口海岸帶及淺海地形調(diào)查等方面。

特別是在人類足跡難以到達(dá)的荒涼地區(qū)，遙感技術(shù)可成為水文、水資源調(diào)查的有效手段。

例如，我國青藏高原在以往300年來先后經(jīng)歷了150多次探險考察，曾查出500多個湖泊，而近年來采用航空像片、衛(wèi)星圖像判讀，不僅對這些湖泊的面積、形狀進(jìn)行了修正定位，而且還補充了地面考察或地圖上未標(biāo)明的300多個湖泊。

另外，紅外遙感圖像在識別含水層、判斷充水?dāng)鄬印⒉槊鞲凰囟挝恢梅矫媸呛苡欣?。如美國在夏威夷群島，利用紅外遙感發(fā)現(xiàn)了200多處地下淡水出露點，從而解決了該島對淡水的需求。

利用遙感圖像可進(jìn)行海岸帶岸線測量、河口及近岸懸浮泥沙遷移，以及海洋環(huán)境監(jiān)測，諸如，海水溫度、鹽度、水深、洋流、波浪、潮沙等海洋諸要素的測量，對海洋的開發(fā)具有重要意義。

遙感圖像可提供大尺度、現(xiàn)實性強、多層次、全天候、客觀逼真的豐富信息，為海洋研究及指導(dǎo)海洋漁業(yè)生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。

遙感技術(shù)主要是什么

遙感技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)學(xué)

一、水文地質(zhì)測繪及水資源評價

很多研究已表明了應(yīng)用遙感圖像進(jìn)行填圖及定性、定量評價的可能性。印度S.K.Nag等人運用衛(wèi)星圖像研究水地貌，用垂向電測深（VES）及地面地質(zhì)研究巖層裂隙，在印度普魯利亞地區(qū)指出了四種不同找水前景的水地貌區(qū)。I.V.Povkh等人運用遙感數(shù)據(jù)及GIS技術(shù)，在羅斯托夫東部地區(qū)，應(yīng)用空間圖像的地質(zhì)、構(gòu)造解譯結(jié)果，通過植被指示在解譯主題圖上繪制礦化度分級，導(dǎo)出該區(qū)地下淡水分布預(yù)測圖。譚克龍等人在內(nèi)蒙巴彥寶力格地區(qū)，運用地面波譜測試，確定TM4、3、2為最佳組合波段的解譯主要成圖圖像，利用TM6熱紅外圖像提取地下水信息，用SPOT多光譜合成圖像進(jìn)行遙感水文地質(zhì)測繪，通過專題圖像處理、景觀水文地質(zhì)解譯對比及水文地質(zhì)條件分析、測繪，采用大氣降水入滲模型和河水滲漏模型計算了地下水天然補給量，圈定出有供水前景的富水區(qū)2塊，遠(yuǎn)景富水區(qū)1塊。

更近一段時期，人們開始利用各種模型及GIS技術(shù)來表征單元體的水文地質(zhì)作用過程。Van Der Somen等人討論了應(yīng)用斷面二維地下水流模型來區(qū)分火山區(qū)上部、中部和下部水流系統(tǒng)的作用，以便進(jìn)行水文地質(zhì)填圖。最近，法國和比利時聯(lián)合在非州吉布提市用SPOT圖像輔助找水，初步確定該市南部最有找水前景后，快速評價該區(qū)可再生資源和定出井位，建立10m、20m網(wǎng)距的數(shù)字高程模型DEM模擬地表排泄網(wǎng)并確定：①每個排泄流域和子流域；②沿每一水道各點的水流量；③每個干谷平均河道面積。運用地質(zhì)數(shù)據(jù)、含水層水文地質(zhì)數(shù)據(jù)（固有流速）和降雨地表水文數(shù)據(jù)在GIS上進(jìn)行整理，評價了豐水期的滲入量，并根據(jù)裂隙的方向和性質(zhì)組合，確定60個井位，為吉布提市提供了1200萬t/a以上的水源地。

直接用線性影像的分析，在成井率很低的基巖山區(qū)勘察地下水效果良好，其理論依據(jù)是基巖地區(qū)地下水主要賦存在裂隙（斷裂）帶和風(fēng)化帶上。WATER早在1988年提出了線性特征分析手段。PerSander等人運用TM圖像和SPOT圖像，經(jīng)圖像處理，用3個解譯步驟對線性影像進(jìn)行獨立成圖，經(jīng)過GIS軟件分析、GPS勘測地面控制點與TM和SPOT數(shù)據(jù)精確校準(zhǔn)及復(fù)驗性檢驗，在加納中部Voltaian盆地成功定出井位，成井率57%。

另外，熱紅外影像及雷達(dá)圖像在水文地質(zhì)研究中有特殊意義。熱紅外影像可以反映因地下水露頭或淺層地下水存在而導(dǎo)致的地物熱異常，而雷達(dá)圖像對地表水點及土壤濕度反應(yīng)敏感，用于探測淺層地下水及含水古河道等效果良好。傅碧宏運用Landsat TM熱紅外遙感數(shù)據(jù)定量反演了干旱地區(qū)地下水富集帶的溫度信息，結(jié)果表明：遙感反演的溫度與當(dāng)?shù)?月下旬地表實際溫度誤差在0.8K以內(nèi)，地下水富集帶的溫度比地表水體的溫度高5K左右，而比其它類型低7K以上，據(jù)此，可利用熱紅外遙感技術(shù)有效地探測干旱地區(qū)地下水富集帶的信息。李杏朝等人利用機載SAR圖像及日本JERS-1 SAR和ERS-1圖像進(jìn)行了土壤水份監(jiān)測及膠東半島水資源調(diào)查試驗研究。該成果分析了地表水系、地貌、線性構(gòu)造、巖性及地下水相關(guān)分析，評價了該區(qū)地下水與地表水資源，其中一重要依據(jù)就是：在無降水和灌溉條件下，土層含水量的變化主要受下伏地下水位及其毛細(xì)上升高度的影響，而對于性質(zhì)相同或相近的土層，其含水量變化主要受其下伏地下水位的影響。

二、地下水質(zhì)評價

在一些特殊地區(qū)，地下水質(zhì)方面的重要資料還可以從遙感圖像上通過分析水質(zhì)與植被的關(guān)系獲得。Kruch提出了很好的實例，證明植被對波斯瓦拉的奧卡宛篝三角洲和阿根廷拉大草原的淺層潛水含鹽度具有調(diào)整作用。

通常，現(xiàn)有水文地質(zhì)圖上沒能很好區(qū)分第四系，而地下水的補給、淺層地下水的徑流系統(tǒng)、地下水水質(zhì)恰恰都與第四系松散沉積層有關(guān)。應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行地下水潛在污染評價可以通過光譜圖像填圖來間接完成。

三、地下熱水勘查

用熱紅外遙感方法勘查地下熱水資源的效果良好。在美國亞利桑那州斯塔福得附近紅外成像時，發(fā)現(xiàn)山腳處地表溫度比其它地方高，后經(jīng)鉆探證實，在地表下127m深處有118℃的熱水。原蘇聯(lián)用紅外技術(shù)在西伯利亞地區(qū)找到了大量地下熱水。在飽水帶的壓力作用下，深部地下熱水上溢流入相對冷的山谷或河流中，這種現(xiàn)象在大比例尺的熱紅外影像上可以識別。喬玉良等用TM6圖像，經(jīng)HIS彩色變換處理，發(fā)現(xiàn)山西省忻州奇村和定襄縣上湯頭兩處溫泉，在處理后的圖像上，隨地溫升高，色調(diào)按綠、青、藍(lán)、紫、紅變化。美國Raymond F.Kokaly等人運用AVIRIS高光譜圖像，對Yellowstone國家公園的地?zé)嵯到y(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)作了調(diào)查成圖。B.A.Martini等人則運用AVIRIS圖像，在地面波譜測試的基礎(chǔ)上，分析了地?zé)嵯到y(tǒng)的地植物特征，為其它地區(qū)地?zé)峥碧降贸鰧氋F經(jīng)驗。

四、地下水資源管理

遙感圖像無疑也含有地下水規(guī)劃管理信息。遙感圖像不僅可以獲得地下水賦存狀況、污染危險性以及咸水入侵的可能性，而且還可以為地下水合理利用提供區(qū)域信息，如小范圍灌溉區(qū)的適宜性、居民點位置、大小等。Casting等人從水文地質(zhì)角度探討了這種應(yīng)用。在缺乏資料的地區(qū)，Karange等人用衛(wèi)星圖像結(jié)合GIS進(jìn)行地下水規(guī)劃管理。SPOT公司運用SPOT衛(wèi)星圖像，在巴基斯坦灌溉管理系統(tǒng)項目中，編制了土壤鹽化圖，根據(jù)不同區(qū)域的土壤鹽化情況來確定和操作如何灌溉，以緩解緊張的水資源。

人們越來越注意地下水管理工作研究。為了研究地下水補給過程中分帶性及干擾，同時滿足地下水的分布均衡，水文地質(zhì)工作者主要利用遙感技術(shù)研究土壤濕度、蒸發(fā)蒸騰量和雪融徑流量。日本Zhang Wanchang等人利用Landsat TM、DEM及氣象數(shù)據(jù)研究了中國天山某河流域表土濕度及蒸發(fā)蒸騰量。

干旱地區(qū)的水均衡狀況，常用多光譜土地利用分類來估算地下水灌溉區(qū)面積。用經(jīng)驗?zāi)Ｐ涂筛潘愎喔认暮洼斔瓦^程中蒸發(fā)損失。遙感圖像繪制土壤單元圖可估算持水量。

印度Amit Bhattacharya等人用遙感方法，通過建立數(shù)據(jù)庫和開發(fā)3D-GIS，模擬典型干旱區(qū)地下水，嘗試了用模型評價管理地下水，數(shù)據(jù)來源于遙感數(shù)據(jù)和物探數(shù)據(jù)（VES）。J.Moses Edwin利用遙感數(shù)據(jù)、電測深數(shù)據(jù)及地面測試數(shù)據(jù)，調(diào)查了干旱區(qū)Ayyer河流域地下水條件，突出了未來地下水管理的一些基本方案。

五、大型工程選線選址

近年來，遙感技術(shù)在大型工程規(guī)劃選址、工程地質(zhì)穩(wěn)定性評價、鐵路、高速公路、引水工程、水利水電建設(shè)等方面進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，初步顯示了遙感技術(shù)的優(yōu)勢。大型工程需要解決較多的工程地質(zhì)問題，一般來說，遙感技術(shù)可以根據(jù)工程地質(zhì)條件不同，針對性查明：①巖土體特征，包括巖性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖相、厚度及變化規(guī)律、巖體工程地質(zhì)特征及風(fēng)化特征，并特別重視特殊土如軟弱粘性土、脹縮性土、濕陷性土、凍土、易液化飽和砂土等的調(diào)查；②外動力地質(zhì)現(xiàn)象及災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象的分布及穩(wěn)定性評價，如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區(qū)等；③斷層破碎帶的分布及活動斷層的活動性等。

遙感圖像具有直觀特性。衛(wèi)星影像視野開闊、宏觀，航空像片分辨率高，二者的有機結(jié)合使用，可以實現(xiàn)上述問題的調(diào)查。巴西的J.A.Dematte運用光譜反射率調(diào)查表層土體特征，通過實驗室光譜測定、光譜數(shù)據(jù)解譯及統(tǒng)計分析建立土體調(diào)查圖，結(jié)果好于1∶10萬的半詳勘圖。美國R.Luna等人研究了土體中水和有機物的含量，通過實驗室光譜測定建立光譜數(shù)據(jù)庫，目的是供遙感圖像在大氣校正、監(jiān)督分類等圖像處理時創(chuàng)建處理程序以及用遙感數(shù)據(jù)預(yù)見地表場地條件，為工程項目選址所用。袁崇桓討論了遙感技術(shù)在高等級公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用。胡佩基等人應(yīng)用航空攝影測量、航衛(wèi)片解譯分析、GPS技術(shù)、數(shù)字地面模型研究了高原山區(qū)高等級公路的勘測設(shè)計。戴文晗等人用TM數(shù)字圖像計算機增強信息提取技術(shù)結(jié)合航空攝影圖像，快速評價了深圳沿海高速公路的工程地質(zhì)調(diào)查及選線，突出了地貌、水文及外動力地質(zhì)現(xiàn)象，較好地劃分了巖土體類型，構(gòu)造解譯吻合好，并且進(jìn)行了新構(gòu)造運動的遙感分析。Rameshwar Bali利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合野外研究，評價了印度Kumavn喜瑪拉雅東部地區(qū)小水電集中建設(shè)、規(guī)劃區(qū)斜坡不穩(wěn)定的地貌、構(gòu)造因素。

六、地質(zhì)災(zāi)害勘查、評價、預(yù)測

占我國國土68%的丘陵、山區(qū)重力地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡、泥石流等）普遍存在，而平原、海岸帶地區(qū)，干旱、土壤侵蝕、土地沙化、鹽漬化、海岸侵蝕等地質(zhì)災(zāi)害也很嚴(yán)重。在20世紀(jì)最后20年間，遙感技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查評價已滲入各個災(zāi)種之中。其中，僅滑坡、泥石流遙感調(diào)查面積大約覆蓋10萬km2的國土。

地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查使用的遙感信息源，一般使用1∶3000～1∶6萬的航空攝影片，地質(zhì)背景調(diào)查及大范圍的災(zāi)種調(diào)查（如土壤侵蝕、沙化等）使用衛(wèi)星影像。隨著GPS技術(shù)的應(yīng)用，大大改進(jìn)了航片解譯崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害的定位工作。經(jīng)過十多年的努力，我國以張祖勛教授為首的研究小組已開發(fā)出國際先進(jìn)水平的全數(shù)字?jǐn)z影測量軟件VIRTUOZ0，該軟件具有數(shù)字化測圖、自動生成DEM/DTM和等高線、生成正射影像和三維立體顯示等功能，結(jié)合空間數(shù)據(jù)處理、管理工具地理信息系統(tǒng)如ARC/INFO、ARCVIEW、MAPGIS等的一同應(yīng)用，大大改善了地質(zhì)災(zāi)害的遙感調(diào)查方法。在建立數(shù)字模型基礎(chǔ)上，還可以對地質(zhì)災(zāi)害實現(xiàn)定量評價和預(yù)測預(yù)報。另外，區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險評價是靠統(tǒng)計模型來完成的。

Akhouri Parmod Krishna用遙感及GIS技術(shù)在生態(tài)脆弱的喜瑪拉雅地區(qū)進(jìn)行了滑坡災(zāi)害與風(fēng)險的地質(zhì)環(huán)境評價，考慮了氣候、地形、巖性、大地構(gòu)造和土地利用/覆蓋參數(shù)，風(fēng)險評價統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)考慮了損害生命的危險性、毀壞財產(chǎn)及開發(fā)活動的破壞易損性。西班牙南部Contraviesa某研究區(qū)94km2內(nèi)，航片解譯崩塌、滑坡、泥石流898處，用GIS對16種影響因素進(jìn)行了分析。德國F.Kuehn等人運用衛(wèi)星與航空遙感數(shù)據(jù)探測了地下采礦引發(fā)的災(zāi)害（地面塌陷），所用遙感信息源有LasndsatTM、IRS-1C、SPOT、航空攝影、熱掃描、激光掃描、雷達(dá)等圖像數(shù)據(jù)，調(diào)查瞄準(zhǔn)在澄清不確定的自然現(xiàn)象、各遙感圖像上頻繁出現(xiàn)的地質(zhì)相關(guān)特征以及人類的強烈開發(fā)與耕作，用地面指示特征探測采礦引起的潛在災(zāi)害。尼日利亞S.I.Ohambi等人用MSS及航空攝影片測量蓋沙入侵，用1976和1986年的MSS圖像及1997年的航空攝影片，通過數(shù)字處理光譜分類監(jiān)測土地利用/覆蓋，選擇PCI圖像處理系統(tǒng)確定植被指數(shù)，目視解譯產(chǎn)生土壤圖，對獲得的數(shù)據(jù)用ILWIS-GIS進(jìn)行處理和整理。日本Junko Yamashita等人應(yīng)用GIS進(jìn)行侵蝕防治及環(huán)境評價，該研究把崩塌、滑坡、泥石流作為土壤侵蝕的研究對象，用遙感數(shù)據(jù)提取信息，建立50m網(wǎng)距的DEM用于系統(tǒng)操作計算，而GIS主要用于疊加數(shù)據(jù)。李景豪等人利用遙感數(shù)據(jù)研究了秦皇島市海岸退蝕，運用地理信息系統(tǒng)對主要地物進(jìn)行坐標(biāo)控制定位，TM圖像數(shù)據(jù)用像元配準(zhǔn)定位，從而解決了關(guān)鍵性的定位問題，在分析海岸退蝕影響因素基礎(chǔ)上，根據(jù)河流輸沙量數(shù)據(jù)及遙感分析的海岸侵淤速率，建立了灰色預(yù)報模型。楊可等運用3S技術(shù)成功監(jiān)測了洞庭湖地區(qū)的洪汛，采用GIS支持下的機載GPS導(dǎo)航和定位系統(tǒng)進(jìn)行低空攝影、電視攝像及彩色、彩紅外攝影。

七、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測評價

遙感技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測方面大有可為。調(diào)查地表水體污染對了解地下水質(zhì)情況是有幫助的。由于水體是透明或半透明介質(zhì)，反射率低，尤其對近紅外光具有強吸收能力，反射率更低，純凈水在近紅外波段的反射率幾乎為零，而污染水體由于含污物、雜質(zhì)，反射率高于非污染水。因此，污染水、非污染水在不同波段具有不同的亮度值，這種差別可作為遙感圖像調(diào)查水污染的基礎(chǔ)。利用航空熱紅外圖像確定工業(yè)廢水污染、利用紅外光譜圖像確定河流污染、利用SAR圖像確定海面油污染等都是遙感技術(shù)應(yīng)用的例子。近10年來，我國在水質(zhì)定量監(jiān)測方面的研究有了長足的進(jìn)步，采用高光譜數(shù)據(jù)對水體所含化學(xué)要素的定量研究在官廳水庫和太湖進(jìn)行。Moutaz Dalati用TM及SPOT圖像在敘利亞Katian湖進(jìn)行了環(huán)境及污染監(jiān)測研究，采用TM數(shù)據(jù)完成主題制圖，湖區(qū)影像經(jīng)圖像處理，建立與排污有關(guān)的代表性懸浮物濃度的反射率模式，用紅外波段（TM4、SPOT HRV3）產(chǎn)生僅顯示湖面與河口區(qū)域的遮蓋圖像，計算了水體的數(shù)值（DN）,SPOT數(shù)據(jù)主要用于探測和描繪排污暈，用TM數(shù)據(jù)與幾乎同時獲得的湖面數(shù)據(jù)去監(jiān)測水質(zhì)，認(rèn)為表面濁度和總懸浮量遙感方法監(jiān)測是基本成功的。汪友明用遙感方法定量分析河流污染，用TM5、TM4圖像亮度比值來劃分水體污染程度，發(fā)現(xiàn)成都市府河、南河、沙河水體受到不同程度污染。

遙感技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境變遷及人為影響如城市環(huán)境、礦山復(fù)墾、重大工程及人類經(jīng)濟活動潛在影響、河流輸沙等方面的監(jiān)測也有成功的應(yīng)用。以色列E.Ben Dor等人運用高光譜遙感技術(shù)，采用光譜識別處理，對Tel-Aviv市的水體、路面、屋頂、植被種類、土壤等地物進(jìn)行識別并成圖。加拿大Josée Lévesque等人對安大略湖礦山尾礦渣的復(fù)墾進(jìn)行了高光譜（CASI）數(shù)據(jù)監(jiān)測，兩組時段的機載高光譜成像儀圖像用限制性光譜離析法進(jìn)行分類。而德國Christoph Bǒhm等人則是用航空傳感器DPA、DAIS、CIR攝影和空間傳感器ERS-1/2 SAR、Landsat TM、IRS-1C PAN/LISS、KVR等多種遙感信息源及傳統(tǒng)地面數(shù)據(jù)庫，對前東德強烈采礦區(qū)的環(huán)境及生態(tài)復(fù)原進(jìn)行了探測和監(jiān)測。美國Alexander F.H.Goetz等人用TM數(shù)據(jù)監(jiān)測了高平原區(qū)土地利用變化，用機場混凝土停機坪的測量確定絕對光譜反射率，結(jié)合使用了光譜傾角成圖儀（SAM）方法，以發(fā)現(xiàn)變化小或無變化場地，該研究是高平原全新世沙丘再活動化研究的一部分。日本Mohammad R.Islam等人用四個TM數(shù)據(jù)分析了兩條河流懸浮沉積物的空間變化和季節(jié)變化。而加拿大M.Hafel等則用35mm彩色反轉(zhuǎn)片和光譜數(shù)字成像監(jiān)測河流上游小溪的懸浮沉積物。意大利A.Facchi等人應(yīng)用遙感與GIS技術(shù)研究了三峽工程對忠縣潛在影響預(yù)測及土地資源分析，野外踏勘期間完成地貌描述，開展剖面取土室內(nèi)分析，以劃分土壤類型，用MSS及TM數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類結(jié)合地面資料建立土地覆蓋圖，確定土壤物理單元，用USLE（通用土壤損失公式）在GIS軟件上建立土壤侵蝕速率圖，所需信息來自精心制作的不同層次（DTM、土壤覆蓋圖、土壤圖等）與記錄的忠縣數(shù)據(jù)庫間的邏輯與拓?fù)潢P(guān)系，用USDA“土地性能分類系統(tǒng)”獲得土地性能圖，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了三峽大壩建設(shè)環(huán)境影響分析及淹沒土地?fù)p失評估。