水体变化提取

这一节我们将为大家介绍遥感在水体变化提取中的应用。

本节课我们将分为以下三个部分进行介绍，包括水体的光谱特性、水体的提取和水体变化监测实例。

首先看下水体的光谱特性。

不同水体的悬浮泥沙含量不同，其所表现的反射光谱曲线也不同。图中曲线1表示湖水，曲线2表示长江水，曲线3表示黄河水，可以看出，泥沙含量越高，其反射率也越高。其中黄河水在0.6-0.7微米期间，反射率处在峰值。

不同悬浮泥沙含量水体的光谱曲线

不同叶绿素含量的海水，其反射曲线也不相同。图中对比这三条曲线，可以发现，波长在0.4~0.5μm左右时，叶绿素含量越低，反射率反而越高。

不同叶绿素含量水体的光谱曲线

在水体的提取中，水体和其它地物相比，水体的总体反射率较低，约为3%左右，主要集中在可见光波段，水体反射率在0.8μm之后反射率基本为0，而植被、土壤及城市都相对较高，与水体有显著差异。就是根据这样的差异，我们可以很容易的将水体从其他地物中提取出来。也出现了很多的水体提取方法。

其中常用的水体提取方法主要有以下三种，单波段阈值法、基于阈值的多波段谱间关系法和基于阈值的水体指数法。

下面我们来看一个水体提取实例。

a图是武汉地区的假彩色合成影像，bcd三幅图是运用上述三种方法分别提取的水体结果图。可以看出，３种方法都能有效地提取出水体，d图基于阈值的水体指数法提取水体的精度略高于其它两种方法，但差别不是太大。

下面我们来看下，利用遥感影像监测水体变化的实例。

这是从1988至2016年间，呼伦湖自然保护区近三十年变化情况动图，可以看出，自2004年~2013年间呼伦湖水面积变得逐年干涸，而2014年之后，湖水面积又逐渐恢复扩大。

呼伦湖三十年变化

图中，左图是2017年7月24日 利用landsat8 30m 空间分辨率卫星拍摄的呼伦湖影像；右图红色区域则是提取的呼伦湖湖面，面积达到2100多平方公里。

左图为原始数据，右图为提取水体后（红色部分）的影响，统计湖面面积为2150.014平方公里

图中是对桂林漓江分景区的水量在不同季节变化的监测，影像中心区域的黑色部分是水体，黄色区域代表湖泊逐渐干涸的范围，四个季度水量逐渐减少的趋势十分明显。

随着气温的升高，湖中的绿藻等生长旺盛，出现了一定程度的水华。红圈范围内的红色即为水华集中发生的区域。

对于廊坊大城县的水质监测发现，随着时间的推移，渗坑污染在逐步恶化，治理难度加大，应该早发现、早治理。

湖北团风县区域2016年7月5日被淹区域（蓝色区域表示被洪水淹没区域）。