第二节　水体判读

　　一、水体的光谱特性

　　太阳光到达水面，一部分被水面反射回空中，它的反射强度与水面性质有关（如水面粗糙度等）。其余的光则透射到水中，其中大部分被水体吸收；部分被水体中的悬浮粒子所散射，产生水中散射光，其散射强度与水体浑浊度有关，返回水面的那部分散射光称为后向散射光；另外部分透射到达水底，形成水底反射光。这样，水中后向散射光及浅水条件下的水底反射光，组成水中光，如图
6-2所示。空中遥感传感器接收的光包括：水中光、水面反射光、天空光以及大气散射光。其中，水中光、水面反射光包含了水体信息，如水中悬浮物、浮游生物、浊水污水等质量和数量信息，以及水面性质等有关信息。

　　水体对太阳光吸收、反射和透射是随波长而变化的，总的是吸收大于反射和透射。图
6-3表示厚度为1mm的水层的吸收光谱曲线。其中，可见光波段水吸收率较低，即在蓝、绿光波段透射能力相对较高。因此，水浅时，蓝、绿光波段可透射过水体，反映出水底情况。水对近红外波段吸收较强，在1.4μm和1.9μm附近，其吸收率接近100%。显然，对于自然水体，即使水很浅，
也能吸收绝大部分的红外辐射。所以，在近红外波段的卫星图像上，水体色调一般呈深色调。与周围植被或土壤的色调形成较大的反差。可容易地把水体与其他地物区分开。影响水体光谱特性的因素主要有以下几个方面：

（一）水体反射率与浑浊度的关系

自然界水体中含有多种有机物和无机物，其中有些杂质处于悬浮状态。
水体的反射光谱与悬浮物的性质和含量密切相关。利用光谱辐射计，通过测
量得出：悬浮泥沙所引起的浑浊程度是影响水体反射率的主要因素之一。图
6-4表示浑浊水体（悬浮泥沙含量为
99mg·1
-1）和清水（悬浮泥沙含量为
10mg·1-1）的反射光谱特性曲线。可见，在可见光的橙、红光波段内，浑浊
水的反射率比清水的反射率高
5%左右。清水在
0.75μm处，反射率降为零，
而含有泥沙的浑浊水，在近红外波段的
0.8μm处还出现较高的反射率。在

0.95μm处浑浊水反射率下降为零。陆地卫星测量的反射率结果，也表明在
0.6—0.7μm波段反射率与水体的浑浊度之间存在着线性关系，如图
6-5所
示。
（二）水体反射率与叶绿素的关系

水体中的叶绿素浓度对水的光谱特性影响较为显著。水体叶绿素浓度增
加，蓝光波段的反射率明显下降，而绿光波段的反射率却明显上升。图
6-6
为叶绿素含量不同的三种海水反射光谱曲线。叶绿素的浓度是衡量水体初级

生产力和高营养化作用的重要指标。因此，用遥感方法可监测藻类的存在和
浓度。

综上所述，水体由于浑浊度、叶绿素或水表面性质不同，具有不同的光
谱特性变化。显然，了解这些特性及变化对水体判读是很有用的。

二、水体判读

水体判读一般采用陆地卫星.. TM 4（0.76—0.9μm）或.. MSS 4（0.8—1.1μm）
的近红外线波段图像。在近红外图像上，水体呈封闭的自然平面状，色调均

匀且深，一般呈浅黑或黑色调，常表现出与周围地物明显的界线。因此，在
这种黑白图像上能比较容易地分辨、识别出水体。在由.. TM 4，TM 3与.. TM 2合成
的标准假彩色图像上，水体呈蓝黑色、深蓝色，更易从图像上分辨出来。一

般大于扫描像元的水体，在卫星图像上均有相应的反映，在背景反差较好的
情况下，小于像元面积的水体，有时也能反映出来。

湖泊、水库、池塘的区别，要结合水体的平面形状、大小、位置，以及
水体水源条件、人工建筑等辅助工程（如水坝等）综合判读，一般是不难区
分开的。

对于水体的深浅，基底情况，泥沙含量，以及悬浮生物，受污染情况的
判读要进一步对.. TM 1和.. TM 2图像，以及对彩色合成图像上水体的色彩、色调变
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