水利信息技术第五章信息处理课件

1、水利信息技术第五章信息处理水利信息技术第五章信息处理2第五章 要求.了解水位数据（整编）包括哪些内容。.掌握水位流量关系曲线的推求。.熟悉农田信息处理的内容。 4 .降雨量整理的方法、步骤。 5 .水质信息整编的方法。 6 .水利遥感信息解译途径。4第五章 要求.了解水位数据（整编）包括哪些内容。3第五章 水利信息处理 水位资料整编 15农田信息整理 3流量数据处理 25第五章 水利信息处理 水位资料整编 15农田信息整理 3流4第五章 水利信息处理 降雨量数据处理 45遥感信息解译 6水质数据处理 56第五章 水利信息处理 降雨量数据处理 45遥感信息解译 65第一节 水位资料整编一、校核原

2、始记录二、水位资料的插补三、水位的合理性检查7第一节 水位资料整编一、校核原始记录6第一节 水位资料整编在水尺零点高程考证无误的基础上，校核原始水位观测记录的逐时水位、逐日平均水位、各月和全年的最高、最低水位及其发生日期、以及备注的河干、断流、冰情的起止日期等是否正确。尤其应对水情变化急剧、更换水尺和水尺零高变动时的水位值作重点校核，对水位特征值和日平均水位进行逐个校核，以保证全部水位记录和统计数据不发生差错。一、校核原始记录8第一节 水位资料整编在水尺零点高程考证无误的基础上，校核原7第一节 水位资料整编对缺测水位应插补，插补方法有： 1.直线插补法 适用情况：当缺测时间内的水位变化平缓，或

3、水位变化虽然较大但涨落趋势比较均匀一致时。 用缺测时段两端的水位值按时间比例直线内插出缺测期的水位值。二、水位资料的插补9第一节 水位资料整编对缺测水位应插补，插补方法有：二、水位8 2.水位相关插补法适用情况：缺测期较长，水位涨落交替发生，且河道无较大冲淤变化时。建立本站与邻站的同时水位或相应水位的相关曲线，据此进行插补。 第一节 水位资料整编二、水位资料的插补10 2.水位相关插补法第一节 水位资料整编二、水位9 3.连过程线插补法 适用情况：缺测期水位有起伏变化，而上下游站区间径流增减不多，冲淤变化不大，两地水位过程线大致相似时，可参照上下游站水位变化趋势，连绘出本站缺测期的水位过程线进

4、行插补。第一节 水位资料整编二、水位资料的插补11 3.连过程线插补法第一节 水位资料整编二、水位10第一节 水位资料整编水位过程线直观检查有无不合理的地方。水位过程线与降雨过程对照检查有无不合理的地方。三、水位的合理性检查12第一节 水位资料整编水位过程线直观检查有无不合理的地方。11第二节 流量数据处理一、 水位流量关系曲线的确定二、 ZQ关系曲线的延长和移用三、水文数据处理成果的刊布13第二节 流量数据处理一、 水位流量关系曲线的确定12第二节 流量数据处理一、ZQ关系确定一个测站的水位流量关系是指基本水尺断面处的水位与通过该断面的流量之间的关系。根据实测流量成果，便可点绘水位与流量之间

5、的关系。 水位与流量之间的关系，有的表现为稳定的关系，有的则为不稳定的关系。 14第二节 流量数据处理一、ZQ关系确定一个测站的水位流量13（1）稳定的水位流量关系 由曼宁公式知，水位流量关系稳定的条件是：在同一水位下，n、A、R、s 等因素保持不变，或虽有变化，但能相互补偿。 （一）人工渠道水位流量关系 均为稳定的水位流量关系。不同断面形状的水位断面、水位流速、水位流量关系可用函数表达。 （二）天然河流水位流量关系的分析 天然河道一般属宽浅型河道，水面宽远大于水深。 1水位面积关系曲线 没有明显冲淤变化的测站，稳定的水位面积关系曲线应为单一曲线。对于宽浅型河道有：一、水位流量关系曲线的绘制第

6、二节 流量数据处理15（1）稳定的水位流量关系一、水位流量关系曲线的绘制第二节14可知，稳定的水位面积关系曲线的重要特征是：曲线的斜率是河宽的倒数。 图1 稳定的水位流量、水位面积、水位流速关系曲线图2 水位面积关系曲线16图1 稳定的水位流量、水位面积、水位流速关系曲线图2 水15随断面形状的不同，水位面积曲线如下性质： 单式河槽，河宽渐变增大，曲线下凹。 复式河槽，漫滩水位处，河宽突变，曲线下凹。 矩形断面或U型断面，高水时，河宽接近常数，曲线近似直线。 上窄下宽断面，河宽随水位升高变小，曲线出现反曲。图3 复式河槽的水位面积关系曲线17随断面形状的不同，水位面积曲线如下性质：图3 复式河

7、槽的16 2. 水位流速关系曲线 (5-1)式对水深求导：因 ，所以 故： 即，曲线上凹。又故：曲线的渐近线与纵轴平行。 当断面出现漫滩或有深潭时，由于漫滩或潭顶处过水断面发生突变，断面平均流速的变化不连续，从而使水位流速关系曲线发生反曲。18 2. 水位流速关系曲线17图5 漫滩时的水位流速关系曲线图6 断面有深潭时的水位流速关系曲线19图5 漫滩时的水位流速关系曲线图6 断面有深潭时的水位流18 3. 水位流量关系曲线 （5-2）式对水深求导：因 故 即，曲线下凹。二、不稳定的水位流量关系 不稳定的水位流量关系，是指测验河段受断而冲淤、洪水涨落、变动回水或其它因素的个别或综合影响，使水位与

8、流量间的关系不呈单值函数关系。分析这种水位流量关系的特征，是流量资料整编中的基本课题之一。20 3. 水位流量关系曲线19 1.受洪水涨落影响的水位流量关系 洪水涨落影响，是指在涨落水过程中因洪水波传播引起不同的附加比降，使断面流量与同水位下稳定流流量相比，呈现有规律的增大或减小的现象。对应的水位流量关系呈逆时针绳套曲线。21 1.受洪水涨落影响的水位流量关系20 基本流量公式 由曼宁公式：注意同水位下 为定值，故有：称 为涨落率，称 为校正因素。 关系曲线特征 水位面积关系曲线为单一线，水位流速、水位流量关系曲线为逆时针绳套曲线。(6-12)22 基本流量公式(6-12)21这是因为同水位比

9、较：涨水时，落水时， 各水力要素极值出现顺序 1）最高水位出现在最大流量之后 证：取微小河段AB,因洪水波在运动中发生展开与扭曲变形，使下游断面流量过程线变胖。涨水时上断面A的流量大于下断面B 的流量，A 断面峰点过后开始落水，B断面仍在涨水。在时刻 将会有 ，如图7(b)所示。23这是因为同水位比较：22考虑到在微小河段，流量的沿程变化可以忽略，即认为在 时刻有由非恒定流连续方程：知 即，在 时刻B断面出现了最高水位。由于AB是微小河段，在宏观上可看作同一断面，故最高水位出现在最大流量之后。24考虑到在微小河段，流量23 2）最大流速出现在最大流量之前 证：因最大流量出现时， ，可知 由于此

10、时最高水位尚未出现，仍属涨水段，故说明最大流量出现之前流速已经开始减小，即最大流速已经出现过了。 3）最大比降(最大涨率)出现在最大流速之前 借用明渠均匀流公式25 2）最大流速出现在最大流量之前24考虑到天然河道属宽浅型明渠，水力半径近似为水深，又河段较顺直，非恒定流时，流线近似平行，水流属渐变流。故表达河道中的非恒定流流速时误差不大，由此可得当最大流速出现时 故最大流速出现时最高水位尚未出现，仍在涨水必有 说明比降已经开始减小，最大比降已经出现过了。26考虑到天然河道属宽浅型明渠，水力半径近似为水深，又河段较25结论：洪水期各水力因素出现顺序为： 复式绳套中后一个绳套较前一个绳套偏左 通常

11、，把单次洪水所形成的绳套线称为单式绳套曲线。若一次洪水上涨后尚未退完，另一次洪水又接踵而至，形成连续洪峰，与此相应的洪水绳套曲线称复式绳套曲线。 出现连续洪水时，因河道调蓄作用使河谷蓄水，导致后一次洪水的比降减小。因此，同水位的流量也较前一次洪水时小，这便使复式绳套中的后一绳套曲线较前一绳套位置偏左，如图的水位流量关系2726冲淤情况分类 1）不经常性冲淤 冲淤变化只发生在几次较短时段以内，而两次冲淤变化之间的相当长时段内水位流量关系保持稳定，这种短时段内的冲淤称为不经常性冲淤。反映在水位流量、水位面积关系图上，其基本持点是关系点明显成为随时间分布的几个组带，冲淤期即为由一个组带向另一个组带的

12、过渡时期，如图所示。 2）经常性冲淤 各次冲淤程度不同，没有比较确定的稳定阶段、这种冲淤便是经常性冲淤。反映在水位流量、水位面积关系图上，关系点分布非常散乱。28273）普遍冲淤 控制断面或控制河段出现均匀一致的冲淤，称为普遍冲淤。它的基本特点是冲淤前后横断面的形状相似，纵断面比降也基本一致。293）普遍冲淤284）局部冲淤 横断面形状在冲淤前后剧烈改变，或者纵断面冲淤变化交替出现，改变了河道的纵比降，称为局部冲淤。图8 普遍冲淤图9 局部冲淤304）局部冲淤图8 普遍冲淤图9 局部冲淤29 在水位流量、水位面积关系图上，曲线趋势在冲淤前后有所改变，其变动程度与冲淤严重程度有关。若冲淤不严重，

13、即冲淤增减的面积占全断面比例较小，高水时有良好控制条件，则水位流量、水位面积关系曲线呈现扫帚形，若冲淤严重则冲淤前后曲线形状可能有较大变化。 冲淤情况分析 1）切线比较法 稳定的水位面积关系曲线的斜率是水面宽的倒数，对于有冲淤发生的断面，此关系并不成立。在图10中,当水位增加31 在水位流量、水位面积关系图上，曲线趋势在冲淤30，引起面积增加 ，若这时断面发生冲刷，冲刷引起的面积增量为 ， 此时水位面积关系线的斜率为反之，淤积时面积增量为落水情况分析类似，水位下降 引起的面积增量为冲刷时面积增量为淤积时面积增量为涨冲涨淤落淤落冲32，引起面积增加 ，若这时断面发生冲刷313332 2）冲淤过程

14、线法 a.平均河底高程过程线法 b.同水位面积过程线法 将水位 和 对应的断面移动到水位 处，再计算面积，此即同水位面积的含义。34 2）冲淤过程线法将水位 和 对应333）横断面图比较法 3.受变动回水影响的水位流量关系 测流断面下游水体水位的变化，将导致该断面水面比降和流量的变化，在水位流量关系图上使同水位下比降或落差大的关系点偏右、小的偏左，下游水体水位的变化对水位流量关系的这种影响，称为变动回水影响。 天然河流中，产生变动回水的原因一般有：洪水期干、支流的相互顶托，下游湖、库或海洋等水体水位的的变化，下游渠道闸门的启闭，下游河道壅水或水草丛生与冰凌阻塞等。353）横断面图比较法34受变

15、动回水影响的流量公式由曼宁公式同水位下两流量比值或公式意义：同水位下比较，落差大，流量大。 基本水尺断面位于两比降断面中间基本水尺断面不位于两比降断面中间36受变动回水影响的流量公式基本水尺断面位于两比降断面中间基35 4.受水草及结冰水位流量关系 水草生长的主要影响是使过水面积减小，而糙率增大，因壅水使比降减小，从而导致流量减小。反映在水位流量关系图上，受水草影响的各关系点都分布在畅流期水位流量关系曲线的左侧。 当测站受结冰影响时，因冰期水道的过水断面面积减小，糙率增大，也会使相同水位的流量减小，关系点也偏于畅流期水位流量关系曲线的左侧。 5.受混合影响水位流量关系 同一测站的水位流量关系，

16、同时受到两种或两种以上因素的明显影响，称为受混合影响。例如，冲淤与洪水涨落，冲淤与变动回水，洪水涨落与变动回水混合影响等。37 4.受水草及结冰水位流量关系36 测站测流时，由于施测条件限制或其他种种原因，致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位流量关系曲线作高、低水部分的外延，才能得到完整的流量过程。 1.根据水位面积、水位流速关系外延 河床稳定的测站，水位面积、水位流速关系点常较密集，曲线趋势较明确，可根据这两根线来延长水位流量关系曲线。 2.根据水力学公式外延 此法实质上与上法相同，只是在延长ZV曲线时，利用水力学公式计算出需要延长部分的V值。最常见的是用曼宁公式计

17、算出需要延长部分的V值，并用平均水深 代替水力半径R。由于大断面资料已知，因此关键在于确定高水时的河床糙率n和水面比降I。第二节 流量数据处理二、ZQ关系曲线的延长和移用（一）延长38 测站测流时，由于施测条件限制或其他种种原因，37 规划设计工作中，常常遇到设计断面处缺乏实测数据，这时就需要将邻近水文站的水位流量关系移用到设计断面上。 当设计断面与水文站相距不远且两断面间的区间流域面积不大，河段内无明显的出流与人流的情况下，在设计断面设立临时水尺，与水文站同步观测水位。因两断面中、低水时同一时刻的流量大致相等，所以可用设计断面的水位与水文站断面同时刻水位所得的流量点绘关系曲线，再将高水部分进

18、行延长，即得设计断面的水位流量关系曲线。 当设计断面与水文站的河道有出流或入流时，则主要依靠水力学的办法来推算设计断面的水位流量关系。 第二节 流量数据处理二、ZQ关系曲线的延长和移用（二）移用39 规划设计工作中，常常遇到设计断面处缺乏实测数据38 水文资料的来源，主要是由国家水文站网按全国统一规定对观测的数据进行处理后的资料，即由主管单位分流域、干支流及上下游，每年刊布一次的水文年鉴。水文年鉴仅刊布各水文测站的基本资料。1986年起陆续实行计算机存储、检索。 年鉴中载有：测站分布图，水文站说明表及位置图，各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量等资料。 第二节 流

19、量数据处理三、水文数据成果的刊布40 水文资料的来源，主要是由国家水文站网按全国统一规定39水文年鉴 41水文年鉴 40第三节 农田信息整理一、农田气候信息处理二、土壤信息处理三、生物信息的处理42第三节 农田信息整理一、农田气候信息处理41计算机硬件系统 接口电路 计算机 计算机输入输出设备 1硬件部分43计算机硬件系统 接口电路 1硬件部分42通过对农田生物信息的综合处理，可以发现农田生态系统更深层次的东西，根据需要，开发信息综合处理模拟优化软件，以便实现农田管理措施的优化。2软件部分1）信息预处理软件方法： 数据平滑法、图谱叠加平均法、厢车式平均法、 傅里叶变换滤波法、小波变换等。2）信

20、息提取软件弱信息-计算机差谱技术、计算机导数技术；多元信息-应用化学计量学多组分分析方法所编制的软件有： 逐步回归分析法（SRA）、主成分回归法（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。纹理特征信息-利用逐步判别法、主成分分析法、聚类分析法等。3）信息综合处理、模拟和优化软件44通过对农田生物信息的综合处理，可以发现农田生态系统更深层43第三节 农田信息整理一、农田气候信息处理45第三节 农田信息整理一、农田气候信息处理44第三节 农田信息整理二、土壤信息处理多路传感器系统信息采集主机、微机及外设等 46第三节 农田信息整理二、土壤信息处理多路传感器45第三节 农田信息整理二、土壤信息处理1传感器

21、 水势水位温度离子总浓度相对湿度 2系统主机程控多路开关阵列衡流源隔离变送放大器12位A/D变换器（一）系统构成 47第三节 农田信息整理二、土壤信息处理1传感器 水势246第三节 农田信息整理二、土壤信息处理（二）系统功能1信息采集 2信息处理与显示3信息管理4灌溉管理48第三节 农田信息整理二、土壤信息处理（二）系统功能1信47第三节 农田信息整理三、生物信息处理（一）计算机图像处理技术的概念 类别描述形式描述的对象二值图像f(x,y)=0,1文字、线条图、指纹等浓淡图像0f(x,y)2n1黑白照片、一般 n=68彩色图像fi(x,y),i=R,G,B以三基色表示的彩色图像多光谱图像fi(

22、x,y),i=1,2,m遥感图像，一般 m=48立体图像fL,fR由左、右视点得到的同一物体的象对动态图像（时间序列）ft(x,y),t=t1,t2,tn动态分析、动画制作等数字图像的类别 49第三节 农田信息整理三、生物信息处理（一）计算机图像处理48第三节 农田信息整理三、生物信息处理（二）图像输入方法照片、胶片或实地拍摄的电视图像等一系列模拟图像，在输入计算机的过程中，由输入设备（用数码照相机和数码摄像机拍摄的为数字图像，可直接输入计算机）将其转换成二维阵列（XN）个象素，然后将这些点阵的灰度信息（包括色彩信息）数字化每一象元的灰度值是从0到255中的某一个值，而彩色信息是将自然界的各种

23、颜色分解成红（R）、绿（G）、蓝（B）3种基色，每种基色又分成0到255个不同的数量级，几乎所有颜色都可用RGB三基色的含量多少来反映，农田生物色度信息就是用RGB三基色不同数量级的合成来表示。 50第三节 农田信息整理三、生物信息处理（二）图像输入方法照49第三节 农田信息整理三、生物信息处理（三）图像处理方法1二值图像处理法2图像变换和图像质量的改善3图像的特征提取几何形状结构信息的提取纹理特征信息的提取 颜色特征信息的提取 51第三节 农田信息整理三、生物信息处理（三）图像处理方法150第四节 降雨量数据处理一、降雨量资料整理二、资料插补、延长三、平均雨量的求法52第四节 降雨量数据处理

24、一、降雨量资料整理51第四节 降雨量数据处理(一)雨量数据校正 进行水文分析前，应先检查数据的正确性，如数据有误差，观测方法与时间改变或仪器本身误差、人为错误等，通常使雨量记录发生连续的偏差，必须将此类雨量数据加以校正，令其恢复原来正确记录。常采用双累积曲线 (Double mass curve) 作雨量数据校正，称为双累积曲线法。 校正水文站累积雨量应与四周各水文站的平均累积雨量呈线性或比例关系。若记录有误差，则该直线之斜率发生变化，成为两段不同斜率相连直线或错开的两条并行线。如图5所示。一、降雨量资料整理53第四节 降雨量数据处理(一)雨量数据校正一、降雨量资料整52第四节 降雨量数据处理

25、1.校正原因 由于雨量站位置之改变，观测方法与时间改变，仪器误差，观测错失，常使雨量记录发生连续之偏差。2.原则双累积曲线法 (Double mass curve) 原则为相邻的雨量站具有相同的水文环境。一、降雨量资料整理图5 双累积曲线法示意图累积多站平均年降雨量(m)测站X累积年降雨量(m)54第四节 降雨量数据处理1.校正原因一、降雨量资料整理图553第四节 降雨量数据处理3.方法取纵坐标为欲修正记录之雨量站X累积雨量，横坐标为周围临近雨量站，至少十站以上的平均累积雨量。大多认为目前记录为正确，来修正以前的雨量记录。Padj 校正雨量；Pobs 观测雨量Sadj 校正累积雨量线斜率；So

26、bs 观测累积雨量线斜率一、降雨量资料整理55第四节 降雨量数据处理3.方法一、降雨量资料整理54第四节 降雨量数据处理4.注意事项(1) 适宜于长时间，如年雨量、季雨量之校正。(2) 除非连续五年以上发生偏斜，不必校正。(3) 不适用于山区。5.雨量站分级(1) A级：(a) 曲线为一直线无须校正者。(b) 曲线为一直线，一年或两年微有变更(2) B级：曲线非一直线，可予校正者。(3) C级：曲线坡度变更，曲折亦多，不宜校正者。(4) D级：(a) 记录中断甚多，不能绘出曲线校正者。(b) 记录年数甚短，不能绘出曲校正者。一、降雨量资料整理56第四节 降雨量数据处理4.注意事项一、降雨量资料

27、整理55第四节 降雨量数据处理频率分析数据年数应达25年以上。降雨径流模式原则上应分别以五场以上及三场以上独立暴雨事件进行参数检定及模式验证。雨量插补方法：一般常采用正比法、内插法、控制面积法及回归分析等。1.缺漏原因(1) 人为：人为因素遗失记录。(2) 机器：雨量计机器故障。(1)内插法 ：A, B, C三站年降雨量NA,NB,NC与X站NX差距，不超过之NX 10% 者。则二、降雨量资料插补、延长（一）插补方法57第四节 降雨量数据处理频率分析数据年数应达25年以上。降56第四节 降雨量数据处理(2)正比法 ：如任何一 数值超过 之10% 者，则将年雨量列入加权。则(3)相关法：求相邻两

28、站降雨时期存在的关系。（二）雨量数据延长1.原因：资料不足分析要求者。2.使用数据：可推估记录时段前、后数据值。3.方法：正比法、内插法、控制面积法、概率模式及回归分析等，为较深入课程，在此省略。（一）插补方法58第四节 降雨量数据处理(2)正比法 ：（二）雨量数据延长57第四节 降雨量数据处理例题1试说明雨量记录插补方法及其适用范围？(1)内插法：以邻近雨量站A,B,C的平均值插补X站某次降雨量。PX=1/3(PA+PB+PC)适用年降雨量NA,NB,NC与NX之差不超过0.1Nx。(2)正比法：以邻近雨量站A,B,C及考虑年雨NA,NB,NC与NX加权平均插补X站某次暴雨量适用： 任一超过

29、0.1Nx，地形变化大的区域。59第四节 降雨量数据处理例题1试说明雨量记录插补方法及其适58第四节 降雨量数据处理例题1试说明雨量记录插补方法及其适用范围？(3)相关法：利用回归方程式适用：回归关系良好的站。(4)站年法：利用同一均匀气象区各站记录的总和为该测站的记录。适用：资料过分缺乏，不重要的流域。60第四节 降雨量数据处理例题1试说明雨量记录插补方法及其适59第四节 降雨量数据处理三、平均雨量的求法61第四节 降雨量数据处理三、平均雨量的求法60第四节 降雨量数据处理三、平均雨量的求法62第四节 降雨量数据处理三、平均雨量的求法61第四节 降雨量数据处理三、平均雨量的求法63第四节 降

30、雨量数据处理三、平均雨量的求法62第五节 水质数据处理一、数据处理二、资料汇编、整编三、资料分析64第五节 水质数据处理一、数据处理63第五节 水质数据处理(一) 数据记录要求（1）测定数据中如有可疑值，经检查由非操作失误引起，可采用Dixon法或Grubbs法等检验同组测定数据的一致性后，再决定其取舍。 （2）数据的运算应按以下规则进行：当数据加减时，其结果的小数点后保留位数与各数中小数最小者相同，四舍六入五单双，只一次。（二）分析结果的表示应符合以下要求（1）使用法定计量单位及符号等。（2）水质项目中除水温、电导率、氧化还原单位、细菌总数、大肠菌群、透明度外，其余单位均为mg/L。一、数据

31、处理65第五节 水质数据处理(一) 数据记录要求一、数据处理64第五节 水质数据处理(二)分析结果的表示应符合以下要求（3）底质、悬移质及生物体的含量均用mg/kg表示。 （4）平行样测定结果用均值表示。（5）当测定结果低于分析方法的最低检出浓度时，用“DL”表示，并按1/2最低检出浓度值参加统计处理。（6）测定精密度、准确度用偏（误）差值表示。（7）检出率、超标率用百分数表示。一、数据处理66第五节 水质数据处理(二)分析结果的表示应符合以下要求一65第五节 水质数据处理(一)资料整编（1）原始资料整编。 1）初步以基层水环境监测中心为单位进行。2）自检测任务书、采样记录、送样单至最终检测报

32、告及有关说明装订成册。3）按省、自治区、直辖市进行分类整编，填制图表，编制说明材料及成果。（2）整编内容。二、资料整编、汇编67第五节 水质数据处理(一)资料整编二、资料整编、汇编66第五节 水质数据处理1）编制水质站监测情况说明表及位置图。2）编制监测成果表。3）编制监测成果特征值年统计表。（二）汇编方式与要求（1）以流域为单位进行，各省监测中心应于次年4月底前完成资料整编汇编工作。（2）汇编单位对资料复审。5%15%二、资料整编、汇编68第五节 水质数据处理1）编制水质站监测情况说明表及位置图67第五节 水质数据处理（二）汇编方式与要求（3）汇编内容包括：资料合理性检查及审核；编制汇编图表

33、。（4）送交汇编的图表，无大错，错误率不得大于1/10000。（5）汇编成果包括：资料索引表；编制说明；水质站及断面一览表；水质站及断面分布图；水质站监测情况说明表及位置图；监测成果表；监测成果特征值年统计表。纸质、磁盘、光盘。二、资料整编、汇编69第五节 水质数据处理（二）汇编方式与要求二、资料整编、汇68第五节 水质数据处理(一)选择分析方法的原则 1）灵敏度、准确度能满足定量要求； 2）方法成熟、准确； 3）操作简便，易于普及； 4）抗干扰能力好。三、资料分析70第五节 水质数据处理(一)选择分析方法的原则三、资料分析69第五节 水质数据处理(二) 分析方法1. 国家或行业的标准分析方法

34、 其成熟性和准确度好，是评价其他监测分析方法的基准方法，也是环境污染纠纷法定的仲裁方法；水和废水标准分析方法（第四版）2. 统一分析方法 是经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法。3. 试用方法 是在国内少数单位研究和应用过，或直接从发达国家引进，供监测科研人员试用的方法。 标准分析方法和统一分析方法均可在环境监测与执法中使用。三、资料分析71第五节 水质数据处理(二) 分析方法三、资料分析70第六节 遥感信息解译一、图像特征二、遥感技术系统三、图像处理前的预处理四、目视解译五、计算机解译72第六节 遥感信息解译一、图像特征71第六节 遥感信息解译（1）光谱特征 （2）边缘特征 （3）纹理

35、特征 （4）形状特征 一、图像特征73第六节 遥感信息解译（1）光谱特征 一、图像特征72二、遥感技术系统 （一）遥感图像处理遥感图像处理是在计算机系统支持下对遥感图像加工的各种技术方法的统称。遥感图像处理依赖于一定的图像处理设备。对于数字图像处理系统来说，它包括硬件和软件系统两部分。数据输入图像校正图像变换滤波和增强图像融合图像分类图像分析计算图像输出计算机显示设备大容量存贮设备图像输入输出设备第六节 遥感信息解译74二、遥感技术系统 （一）遥感图像处理遥感图像处理是在计算73二、遥感技术系统 （二）遥感信息提取与分析遥感信息分析指通过一定的方法或模型对遥感信息进行研究，判定目标物的性质和特

36、征或深入认识目标物的属性和环境之间的内在关系。 遥感信息提取是从遥感图像（包括数字遥感图像）等遥感信息中有针对性地提取感兴趣的专题信息，以便在具体领域应用或辅助用户决策。第六节 遥感信息解译75二、遥感技术系统 （二）遥感信息提取与分析遥感信息分析指74二、遥感技术系统 遥感技术系统示意图 第六节 遥感信息解译76二、遥感技术系统 遥感技术系统示意图 第六节 遥感信息解75二、遥感技术系统 遥感系统信息处理流程 第六节 遥感信息解译77二、遥感技术系统 遥感系统信息处理流程 第六节 遥感信息76空间分辨率的选择78空间分辨率的选择77一景: 轨径/行 号Landsat 1, 2, and 3.

37、 World Reference System 1 (WRS-1)的轨径号和行号英国与爱尔兰79一景: 轨径/行 号Landsat 1, 2, and 78“行”（row）是指在任一给定的轨道圈上，横跨一幅图像的纬度中心线，当卫星沿轨道圈移动时给定的一个编号。第一行开始于北纬8047，与赤道重叠的（降交点）作为第60行，到南纬8151为122行。然后开始第123行，向北方行数增加，穿过赤道（相当于184行），并继续向北直至北纬8151为第246行。（从123行后为夜间飞行）。我国领土的大陆部分白昼图像大致位于2348行之间 .80“行”（row）是指在任一给定的轨道圈上，横跨一幅图像的79遥感

38、数据价格81遥感数据价格80Spot 影像价格82Spot 影像价格81三、图像处理前的预处理 辐射校正、几何校正（一）辐射校正1辐射畸变进入遥感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值（灰度值）。辐射强度越大，亮度值（灰度值）越大。亮度值（灰度值）主要受两个物理量影响： 一是太阳辐射照射到地面的辐射强度。 二是地物的光谱反射率。 所以当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值（灰度值）的差异就直接反映了地物目标光谱反射率的差异，但实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变，称为辐射畸变。第六节 遥感信息解译83三、图像处理前的预处理 辐射校正、几何校正（一）辐射校正82三、图像处理前的预处理 （

39、一）辐射校正2.校正方法 首先，确定条件满足，即该图像上确有辐射亮度或反射亮度应为零的地区，则亮度最小值必定是这一地区大气影响的辐射度值增值。校正，将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。 从而使图像的亮度动态范围得到改善，对比度增强，提高图像质量。第六节 遥感信息解译84三、图像处理前的预处理 （一）辐射校正2.校正方法 83三、图像处理前的预处理 （二）几何校正1.校正原因 （1）系统误差：地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，对于扫描成像则造成图像平行错动。（2）中心投影：从投影上而言，航空像片（正片）的位置，等于以投影中心为圆心，以焦距f为半径，将P旋转至P（下图），P即

40、为正像的位置。第六节 遥感信息解译负片与正片85三、图像处理前的预处理 （二）几何校正1.校正原因 84三、图像处理前的预处理 （二）几何校正1.校正原因 （3）投影距离的影响：中心投影：投影距离不同或焦距不同则像片的比例尺也不同。垂直投影：投影距离不同与像片比例尺无关。（不存在焦距）（4）投影倾斜面的影响：中心投影：投影面的倾斜造成同一个像片不同部位比例尺的差异。垂直投影：不存在投影面的倾斜。（5）地形起伏的影响：中心投影：地形起伏造成像点位移。垂直投影：不存在像点位移。第六节 遥感信息解译86三、图像处理前的预处理 （二）几何校正1.校正原因 85三、图像处理前的预处理 （二）几何校正2.

41、校正方法 图像几何校正的基本方法是先建立几何校正的数学模型；其次利用已知条件确定模型参数；最后根据模型对图像进行几何校正。通常分两步： 图像空间坐标变换；首先建立图像像点坐标（行、列号）和物方（或参考图）对应点坐标间的映射关系，解求映射关系中的未知参数，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正； 确定各像素的灰度值（灰度内插）。第六节 遥感信息解译87三、图像处理前的预处理 （二）几何校正2.校正方法 86四、目视解译 1.航空像片的判读(1)航空像片是在航空遥感平台上通过摄影机所获得的可见光和红外光的光学摄影像片。它采用中心投影方式成像，对于没有经过正射纠正的像片，受中心投影的控制，其边缘

42、分布物体，常发生误差和畸变。从航空像片上可以看到地物的顶部轮廓，这与日常生活中观察目标地物的视角不同。航空像片解译，需要利用熟悉的区域和熟悉的地物类型进行练习，掌握认识目标物顶部形态的技巧。航空像对具有立体观察能力，在航片判读时常借助立体镜进行地物的详细判读。第六节 遥感信息解译88四、目视解译 1.航空像片的判读第六节 遥感信息解译87四、目视解译 1.航空像片的判读航空像片判读的具体工作程序一般可分为准备工作(准备阶段)室内判读野外工作(野外校核)室内转绘制图和总结。 准备工作：包括工具准备和资料准备。进行航片判读应准备的工具包括立体镜、放大镜和绘图工具等。判读应准备的资料包括航空像片及有

43、关的资料、地形图、地理文献等。航空像片收集后，要进行航空像片的整理工作，之后进行航片作业面积的绘制和像片略图的制作。第六节 遥感信息解译89四、目视解译 1.航空像片的判读第六节 遥感信息解译88四、目视解译 1.航空像片的判读 室内判读：在室内首先应建立航片判读的标志，通常判读标志的建立过程要与野外调查相结合，通过野外的路线调查确立不同专业制图的影像标志。在建立判读标志的基础上，利用目视和立体镜进行室内判读。进行室内判读的原则是从整体到局部、从已知到未知、从宏观到微观。根据这样的原则，进行室内判读的顺序是由水系入手，根据水系的位置和流向确定分水岭和流域范围，从而判读区域内的高低地势。之后进行

44、平原和山地，以及林地和农田的划分，从而划分出大的地貌单元。然后进行居民点和道路的判读，将自然景观和人文景观划分开。最后开始进行专业判读。在室内判读时，还应记下难点和疑点并拟定野外校核的路线。第六节 遥感信息解译90四、目视解译 1.航空像片的判读第六节 遥感信息解译89四、目视解译 1.航空像片的判读 野外校核：野外校核的目的主要有二，即核对室内判读结果和解决疑难问题。可采用路线调查与统计抽样相结合的原则进行一定数量的野外抽样检查，具体校核工作内容需根据各专业要求而定。 室内转绘制图和总结：室内转绘制图是将航片的纠正和转绘两方面工作结合进行。总结包括对转绘图进行清绘等制图工作，根据专业需要进行

45、面积量算工作，以及编写报告和图件说明书等工作。第六节 遥感信息解译91四、目视解译 1.航空像片的判读第六节 遥感信息解译90四、目视解译 2.热红外图像的判读(1)原理：热红外影像的成像原理不同于可见光和近红外像片。热红外像片记录了地物发射热红外线的强度。夜间的热红外影像，不受太阳辐射的干扰，是地面物体热辐射的特征。这种影像上的色调差异主要取决于地物的温度和发射本领。由于各种地物热辐射能量不同，因而在影像上显示出不同的形状和图型特征，从而可从影像上识别各种不同的地物。第六节 遥感信息解译92四、目视解译 2.热红外图像的判读第六节 遥感信息解译91四、目视解译 2.热红外图像的判读（2）特点

46、 判读热红外影像时，关键是要准确地区分出影像色调的差异。影像正片上，深色调代表地物热辐射能力弱，浅色调代表地物热辐射能力强。各种地物热辐射状况的不同，在影像上形成了深浅不同的色调。在热红外影像上，地物影像所构成物体热分布形状一般不是地物的真实形状，除非物体表面热辐射能力处处相等，但高温地物的热扩散可导致物体形状扩大变形。同理，当高温物体与背景具有明显热辐射差异时，即使是很小的物体，也能够在热红外像片上表现出来。这是由于高温物体向外辐射的能量强，因此在影像中的大小往往比实际尺寸要大。第六节 遥感信息解译93四、目视解译 2.热红外图像的判读第六节 遥感信息解译92四、目视解译 2.热红外图像的判

47、读（2）特点 热红外影像上的阴影是目标地物与背景之间辐射差异所造成的，可分为冷阴影和暖阴影两种，其中，冷阴影是阴影的温度较其背景低所致，而热阴影则是阴影的温度较其背景高产生的。 应当指出，天气状况对自然地物的色调特征会造成一定影响。例如，连续的阴天，使得地物之间温差大大减小，不同地物的差异难以在热红外影像上反映出来。大风会使物体表面热量散失，温度下降，地物色调特征不明显，或产生地物热影像位移等现象。相比之下，具有人工热源的人造地物，例如海洋上行驶的客轮，受气象条件的影响较小，其热成像比较稳定。 由于热红外影像易受环境条件影响，以及其分辨率的局限性，判读时不仅应将不同时段等能红外影像进行对比分析

48、，最好能与全色片、彩色片等作对照研究。第六节 遥感信息解译94四、目视解译 2.热红外图像的判读第六节 遥感信息解译93四、目视解译 3.扫描图像的判读(1)影像的特征 常用的遥感扫描影像都是卫星遥感影像，如MSS、TM和SPOT遥感影像，相对于航空像片来说，这些影像具有以下特征： 像幅面积大，宏观性强 影像的多波段性 影像的数字记录形式 影像的多时相性和动态观测 陆地卫星影像的近垂直投影像就可用作判读。 取得资料容易，不受地区和国家的限制。 成本低廉。第六节 遥感信息解译95四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节 遥感信息解译94四、目视解译 3.扫描图像的判读(2)判读标志判读航空像片所采

49、用的直接判读标志和间接判读标志，一般也适用于判读卫星图像。由于卫星图像反映了广大地区多波段和多时相的同步环境信息，是地表自然综合体的高度综合性图像，因此比航空像片要概括得多。其主要判读标志包括以下内容和特征： 色调：卫星图像上的色调是地物电磁辐射特性的反映。其中黑白影像的色调是地物波谱特征的直接记录，彩色合成图像上的色彩是地物在几个波段上的波谱特性的综合反映。利用卫星影像上的色调和色彩进行地物识别，是卫星图像判读的重要依据。在单波段(黑白)影像上，色调是由波段的光谱效应直接产生的。各波段的光谱效应决定了各波段的主要应用目的和领域。第六节 遥感信息解译96四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节

50、遥感信息解译95四、目视解译 3.扫描图像的判读(2)判读标志 图型：卫星图像的图型标志是地物形态特征和波谱特征的综合反映。地物在影像上的图型结构，主要取决于地物的平面形态和高低起伏特征，当然也与地物的波谱特征所造成的基本色调有关。图像的图型结构通常表现为由不同形状、色调及纹理特征组合而成的图案，即包括点状、斑状、条状、块状、格状、垅状、环状等组成的各种纹理图案。为了更好地细分不同地物的图型特征，可再细分为粗、细、疏、密、明显、模糊等类型和等级，并与其色调特征结合起来进行描述，如“灰或浅灰色的细斑纹状图型结构”。第六节 遥感信息解译97四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节 遥感信息解译96盐

51、湖城的系列图像Landsat 1 MSS( 79 m) ，ERTS-1发射后15天(1972.8.7)，犹他州中北部沙漠山地Salt LakeLake Utah 盐湖城 98盐湖城的系列图像Landsat 1 MSS( 79 m)97四、目视解译 3.扫描图像的判读(3)判读方法遥感扫描影像的判读，应遵循“先图外、后图内，先整体，后局部，勤对比，多分析”的原则。“先图外、后图内”是指遥感扫描影像判读时，首先要了解影像图框外部所提供的各种信息，它包括以下内容：图像覆盖的区域及其所处的地理位置、影像比例尺、影像重叠符号、影像注记和影像灰阶。 了解图外相关信息后，再对影像作认真观察，观察应遵循“先整

52、体，后局部”的原则，即对影像作整体的观察，了解各种地理环境要素在空间上的联系，综合分析目标地物与周围环境的关系。有了区域整体概念后，就可以在区域背景与总体特征指导下对具体目标判读，这样可以避免盲目性和减少判读错误。第六节 遥感信息解译99四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节 遥感信息解译98四、目视解译 3.扫描图像的判读(3)判读方法鉴于多光谱扫描影像可以同时获取多个波段的扫描图像，因此，应遵循“勤对比，多分析”判读原则，在判读过程中进行以下对比分析： 多个波段对比：根据同一物体在不同波段上的灰度与形状的差异表现，对比不同波段消除不同地物在同一个波段的“同谱异质”现象，可有效地防止误判。

53、不同时相对比：不同时相对比，可以了解地物在不同季节的变化规律，也可以通过不同时相对比来选取最好的解译时相。 不同地物的对比：通过不同地物的对比，可以将它们区分开来，这也是建立判读标志的重要依据。第六节 遥感信息解译100四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节 遥感信息解译99四、目视解译 3.扫描图像的判读(3)判读方法扫描影像判读过程中的“多分析”是指以一个解译标志为主，多方面综合运用其它解译标志，对遥感影像进行综合分析。扫描影像的解译，要重视色调和颜色解译标志的运用。要根据具体情况，结合其他解译标志，如空间位置、形状等进行综合分析，也可借鉴前人的判读标志和解译经验，结合野外校核进行。在借鉴

54、以往判读标志和解译经验时，注意不能生搬硬套。 在目视判读实践中，卫星影像解译比航空像片解译难度更大，因此，熟悉地物在不同波段的光谱特性，了解地物在不同空间分辨率影像上的表现，掌握不同假彩色合成影像的特征，熟练运用扫描影像解译标志与解译方法，是进行目视解译的重要基础。第六节 遥感信息解译101四、目视解译 3.扫描图像的判读第六节 遥感信息解译100五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类（一）监督分类（二）非监督分类遥感数字图像计算机分类的基本过程（1）首先明确遥感图像分类的目的及其需要解决的问题，在此基础上根据应用目的选取特定区域的遥感数字图像。（2）根据研究区域，收集与分析地面参考信息与有

55、关数据。（3）对图像分类方法进行比较研究，掌握各种分类方法的优缺点，然后根据分类要求和图像数据特征，选择合适的图像分类方法和算法。（4）找出代表这些类别的统计特征。第六节 遥感信息解译102五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类第六节 遥感信101五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类（5）为了测定总体特征，在监督分类中可选择具有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。（6）对遥感图像中各像素进行分类。（7）分类精度检查。（8）对判别分析的结果统计检验。（一）监督分类：首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数，建立判别函数，据此对样本像元进

56、行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。常用的具体分类方法：（1）最小距离分类法 最小距离分类法是以特征空间中的距离作为像素分类的依据，包括最小距离判别和最近邻域分类法。第六节 遥感信息解译103五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类第六节 遥感信102五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类（2）多级切割分类法 通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征子空间的分类方法。（3）特征曲线窗口法 以特征曲线为中心取一个条带，构造一个窗口凡是落在此窗口范围内的地物即被认为是一类，反之，则不属于该类，这就是特征曲线法。（4）最大似然比分类

57、法 它是通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。第六节 遥感信息解译104五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类第六节 遥感信103五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类（二）非监督分类法是在没有先验类别作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并的方法。（1）分级集群法 当同类物体聚集分布在一定的空间位置上，它们在同样条件下应具有相同的光谱信息特征，这时其他类别的物体应聚集分布在不同的空间位置上。由于不同地物的辐射特性不同,反映在直方图上会出现很多峰值及其对应的一些众数灰度值,它们在图像上对应的像元分别倾向于聚集在

58、各自不同众数附近的灰度空间形成很多的点群,这些点群就叫做集群。第六节 遥感信息解译105五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类第六节 遥感信104五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类分级集群法的分类过程：1、确定评价各样本相似程度多采用的指标，这里可以采用前面监督分类中介绍的几种距离。2、初定分类总数n；3、计算样本间的距离；根据距离最近的原则判定样本归并到不同类别。4、归并后的类别作为新类，与剩余的类别重新组合，然后再计算并改正其距离。第六节 遥感信息解译106五、计算机解译 1.遥感图像的计算机分类第六节 遥感信105五、计算机解译 2.遥感图像多种特征的抽取（1）地物边界跟踪法 一种方法是以图像像元作为跟踪的落脚点，跟踪点的连线作为地物的界线。适合于线状物体的跟踪。 另一种方法是认为地物的界线在相邻地物之间，因此边界跟踪的路径应该从两个相邻地