基于Landsat8数据的东道海子叶绿素a的遥感反演和监测研究

水质监测是水质评价与水污染防治的主要依据,而叶绿素a是进行水质监测最重要的参数之一。为了研究东道海子叶绿素a的多光谱波段分析技术,形成具有可操作性的中低分辨率多光谱水质遥感监测方法和技术,本文以Landsat8 OLI为数据源,研究叶绿素a的光谱特征,确定叶绿素a遥感定量监测的最佳波段,并结合地面实测数据,建立叶绿素a的遥感估测模型,同时对模型进行精度评价和应用;采用Carlson营养状态指数(TSI)方法,以叶绿素a浓度为指标,进行湖泊水体营养状况评价。结果表明:Landsat8 OLI数据的700 nm~800 nm波段适合用来监测内陆水体中叶绿素a浓度,尤其是叶绿素a浓度较高的水体;Landsat8数据11个波段中,前5个波段适合用来反演水体中的叶绿素a浓度,得到最佳的回归模型;从叶绿素a浓度及富营养化空间分布上看,东道海子中游区域的分布均明显大于上游和下游区域,总体上由南向北逐渐减小;从时间上看,东道海子水质呈好转趋势,中下游区域好转尤为明显。该研究结果对内陆湖泊水质持久监测提供有效手段。     

湖泊水面温度遥感定量反演研究综述

湖泊水面温度与藻类生长密切相关,通过获取水体表层温度信息来监测湖泊水面温度时空动态变化,对于蓝藻水华预警监控具有重要意义。湖泊水面温度遥感定量反演的理论方法与反演地表、海洋表面温度基本相同。本文在介绍遥感反演地表温度原理的基础上,总结了国内外基于热红外波段反演水体表面温度的单窗算法、劈窗算法、多通道算法等几种常用方法,重点分析了各算法的优缺点和反演的主要难点,并对今后在内陆水体藻华预测顸警等方面的应用趋势进行了展望。     

QuickBird影像融合最佳波段选择及不同融合方法质量评价研究

分析了QuickBird多光谱遥感影像各个波段的光谱特征,并进行了定量评价。根据信息量的大小和波段相关性得到最佳波段组合,在最佳组合波段下利用遥感影像处理软件ERDAS9.2选择或利用建模模块建立不同的影像融合模型对QuikBird多光谱数据与全色遥感影像进行融合,按照定性及定量指标对融合前后的遥感影像进行色彩、分辨率及信息量评价,得到QuikBird影像数据最佳融合方法。     

水面实测遥感光谱数据的叶绿素a反演模型构建—以太湖为例

叶绿素a遥感反演的关键是建立遥感数据和叶绿素含量的定量关系。本文根据2007年11月在太湖实测的水体反射光谱及实验室分析得到的叶绿素浓度数据，对太湖水体反射光谱特征与叶绿素浓度之间的关系进行分析和建模。研究结果表明：687nm附近反射峰位置对叶绿素浓度有很好的指示作用，在太湖水体叶绿素浓度的估测模型中，反射峰位置的指数模型要优于线性模型；叶绿素a浓度与684nm和633nm附近的一阶微分有很好的相关性，利用R’684和R’633所建叶绿素a浓度反演模型的估算精度R2分别达到0.89和0.91。     

基于信息量的ALI影像最佳波段选择及融合研究

分析了EO-1 ALI多光谱遥感影像各个波段的信息特征,根据信息量大小和波段间的相关性,联合偏度—峰度指数JSKF,提出针对ALI图像新的最佳波段组合方法。在最佳波段组合下对ALI多光谱数据与全色数据分别进行IHS、HPF、PCA和Wavelet变换融合,从信息量角度出发,按照定量指标对融合前后的遥感影像进行评价,并对融合前后影像进行分类应用。     

基于GF-1号卫星的龙江水库水环境遥感监测适宜性

研究基于GF-1(高分一号)卫星2014~2016年高分影像资料,对四川省资中县龙江水库开展卫星遥感监测,通过对叶绿素a、透明度、悬浮物3种水质参数进行反演,并结合实地调查和环境监测,分析可能存在的污染区域和相关指标及其相关性。结果表明卫星遥感监测可为龙江水库的水质监测、富营养化监管提供参考。但是,要提高遥感监测的准确度和精确度,需要优化相关参数、构建总氮总磷等关键指标的反演模型,以及未来传感器的改进和遥感科学的发展。     

Sentinel 2A影像去云下的丘陵地区植被覆盖度反演

光学遥感影像作为一种重要的数据源,被广泛应用于植被覆盖度反演,但南方丘陵地区常年多云雾,受云雾污染,像元质量下降。受丘陵地形的限制,地块破碎化严重,加之南方丘陵植被类型多,植被光谱变化较大,这些因素造成了植被覆盖度提取的准确度降低。为了提高丘陵地区植被覆盖度反演的精度,提出一种整合光学与SAR影像的反演框架。以Sentinel1A和Sentinel 2A影像作为遥感数据源,首先利用Sentinel 1A的光谱特征去除Sentinel 2A影像上的云像元,再使用光谱归一化减弱植被的光谱变化,在此基础上将扩展线性光谱混合模型用于反演植被覆盖度。结果表明:该框架能有效恢复云污染的像元,端元和影像归一化后,降低光谱异质性,反演丘陵地区植被覆盖度的精度较高,均方根误差为0. 14,相关系数为0.95,接近地表植被覆盖的真实情况。     

基于土地利用变化的大通县域生态补偿研究

以青海省大通县2015年Landsat-8TM遥感影像数据、社会经济统计数据和野外勘查数据为基本数据源,探讨大通县土地利用和生态系统服务功能在不同空间尺度上的表现特征和分布规律,研究大通县不同空间尺度上生态补偿的时空配置。结果表明:大通县生态功能总价值约为133.32亿元,其中水域生态系统的贡献率达到65.56%,其次为林地,占14.81%。大通县生态补偿的最终价值为111.77亿元。初步完成了大通县"生态立县"的目标,推动了县域生态系统良性循环发展。     

组合工艺治理城市黑臭河流工程实例——以深圳龟岭河为例

城市黑臭河流不仅破坏景观、散发着令人难闻的气味,更会破坏河流原本的生态系统。以深圳龟岭河为例进行研究,采用截污控源、内循环改造、曝气增氧和生物膜系统构建的组合工艺治理该黑臭河流。结果表明：治理后水体的透明度、溶解氧（DO）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水体标准,氧化还原电位（ORP）大幅度提高,黑臭现象得到消除。该工艺对黑臭水体水质提升实际有效,具有较高的技术实施特性,为黑臭河流治理提供了借鉴和参考。     

基于RS和GIS技术的重庆市主城区扩展分析

采用重庆市主城区2000年和2010年两个时相的TM影像提取城市扩展信息,对影像数据的归一化建筑指数（NDBI）、归一化植被指数（NDVI）和归一化水体指数（NDWI）进行RGB组合增强,再进行决策树分类和减法运算获取研究区扩展信息,发现建筑区面积增加了1.62倍,大部分是由植被区转变而来。其扩张方向受地理影响,南北方向为外延型,东西方向为飞地型。借助统计资料进行精度验证和城市扩展的驱动因素分析发现,区域发展政策、经济增长和人口扩张是主要的影响因素,探讨了对经济增长、城市扩张和人口增长的关系。研究结果表明,以遥感手段监测与研究城市发展变化的趋势是可行和高效的。     

支持向量机在水质遥感中的应用初探

支持向量机(Support Vector Machine)是建立在统计学习理论基础之上,研究有限样本情况下的机器学习问题的一种新方法,该方法在解决小样本、非线性问题中具有许多优势.本研究以现场监测和MODIS遥感数据为基础,应用SVM方法构建出太湖叶绿素a的反演模型,研究表明,该方法在水质遥感领域的应用具有良好的可行性和有效性,其预测结果也与太湖叶绿素a的实际分布相吻合.     

乌鲁木齐东道海子湖岸表层沉积物对氨氮的等温吸附特征研究

乌鲁木齐东道海子是乌鲁木齐河与头屯河下游的尾闾湖泊,东道海子水体氮素主要受放牧和采樵对荒漠植被破坏和农业排碱影响。而湖泊沉积物是湖泊水体污染物源汇关系中的重要介质,这些沉积物可能成为污染物运移转化的载体。本文通过野外采样与实验室模拟的方法,研究东道海子湖岸沉积物对氨氮的吸附特征。在吸附动力学特征中,准二级反应动力学达到极显著水平,沉积物Q_(max)变化范围在179~450mg/kg之间,平均值为238mg/kg,沉积物对氨氮的最终平衡时间在2h,均遵循先快后慢的规律,在前30min的吸附量基本已经与最终的吸附平衡浓度差别不大。在吸附热力学特征中,在低浓度条件下,对吸附浓度与吸附量进行拟合,Henry模型的拟合效果基本达到了显著水平,东道海子沉积物对氨氮吸附规律适用于低浓度吸附氨氮,在低浓度下Langmuir和Freundlich模型对数据没有达到显著水平,拟合效果不如Henry模型。     

基于NDVI的大同煤田植被覆盖度动态变化研究

利用大同煤田地区1987年9月10日、2000年9月2日和2010年9月6日的TM遥感影像数据,采用基于NDVI的像元二分模型法反演了植被覆盖度,获取了该地区3个时期的植被覆盖度等级图,定量分析了该地区在大规模煤炭开采影响下的植被覆盖度的动态变化情况.研究结果表明1987年～2010年近24年以来,大同煤田地区植被覆盖度呈较明显的下降趋势,植被退化较严重.     

芦苇和蓝藻混合分解对水质的影响

开展室内模拟实验,探讨芦苇和蓝藻水华混合分解对水质的影响。结果表明:蓝藻藻浆和芦苇混合分解过程中,水质的变化表现出明显的阶段性,0～8天,芦苇和蓝藻分解较快,迅速释放C、N、P元素,第8天水体的TDN、TDP、TOC均达到最大值,分别可达41.88、0.63、294.82 mg/L,8～64天TDN、TDP、TOC总体上呈现下降趋势;混合分解过程中,水体NH~+_4-N浓度在0～32天保持相对较高的水平,第4天L、M、H组最高浓度可达15.6、36.72、41.30 mg/L,32～64天呈现下降趋势;无机氮中NH~+_4-N占有绝对优势,占比大于90%;整个分解过程中,NO~-_3-N和NO~-_2-N都保持较低的浓度。     

基于VIIRS的夜间PM2.5浓度遥感估算

PM_2.5作为主要空气污染物之一，长期影响人类健康和生态环境。目前主流的大气PM_2.5遥感监测依赖于日间过境的气溶胶光学厚度AOD产品，夜间时效连续性受到限制。为此，本文在大气辐射传输原理的基础上，顾及气象、土地利用等与PM_2.5排放、传输相关的因素，构建基于VIIRS的夜间PM_2.5浓度遥感估算方法。以北京市2013—2014年大气重污染事件为例，定性分析、定量评估大气重污染过程下PM_2.5浓度与夜间灯光辐射强度的相关性，开展夜间灯光遥感数据融合多源地理要素的夜间PM_2.5浓度估算。结果表明：随着PM_2.5浓度的显著上升，夜间灯光遥感影像的同一个区域亮度明显下降，PM_2.5浓度值和夜间灯光辐射值的平均相关系数达-0.69(P<0.001)；融合夜间灯光数据与多源地理要素可以较好模拟夜间PM_2.5浓度，模型精度R²达0.83,RMSE为38.03μg/m^...     

城市钢厂大气颗粒物环境风险预警方法探索

有效的环境预警体系对城市钢厂的可持续发展至关重要。大气颗粒物是钢铁生产中排放的主要污染物之一,具有排放源数量大、点源面源共存、无组织排放量占比高等特点。以南方某钢铁集团的烧结厂区域为例,使用BP人工神经网络模型,研究城市钢厂的大气颗粒物风险预警方法。模型使用背景值、气象参数、生产参数作为输入层,颗粒物浓度为输出层进行训练。结果显示,训练集和测试集的相关系数R分别为0.996 4和0.995 8,大部分样本的颗粒物浓度预测值误差在±5μg/m~3范围内,BP网络模型的预测精度较高。     

基于SPOT VGT/NDVI的陕西省关中地区冬小麦遥感估产

冬小麦是关中地区的主要粮食作物之一。对冬小麦产量估算的研究可使国家有关部门及时掌握粮食生产状况,对国家制定粮食政策和经济计划,及时进行宏观调控有着重要的意义。以陕西省关中地区为研究区域,利用1999—2007年的SPOT VGT/NDVI遥感数据对冬小麦产量进行预测。首先,选取冬小麦关键生长期内0.2—0.8范围内的旬NDVI数据,利用最大值合成法合成后的月NDVI数据建立与冬小麦产量之间的关系;其次,使用相关分析方法筛选出冬小麦关键期内与产量相关性较好的月份和旬,分别建立这些月份、旬与冬小麦产量之间的回归关系模型,最后对模型进行精度验证。结果显示,NDVI与产量之间有很好的相关性,其中4月上旬的相关性最好,其相关系数R2为0.605,即利用4月份上旬的数据预测冬小麦产量最好。在预测产量与实际产量对比的基础上,得出估产的相对误差为-5.2%—-7.9%,表明估产精度良好,可运用于冬小麦的实际估产。     

上海市入海河流总氮与氨氮相关关系探究

根据上海市4条入海河流总氮和氨氮2006～2014年年均浓度数据,利用比值法和回归分析法等探讨了它们的相关关系。结果表明:A～D河氨氮与总氮比例系数范围为0. 352～0. 525; 4条入海河流两个指标均呈正相关,其中以B河两个指标的相关关系最好,各河流总氮与氨氮的二次多项式关系均略好于线性关系; C、D河仅可通过二次多项式方程但A、B河则可通过两种回归方程用氨氮估算总氮。4条入海河流总氮和氨氮相关关系的建立,可为上海近岸海域水质评价、水质预报模型建立、入海污染物总量减排核算、入海污染源排放量核算等提供技术支持。     

基于空间分析的新开发景区土地生态利用探析

运用空间句法,结合云南省DEM数据和美国陆地卫星影像数据,以富源县七彩胜境乡村旅游规划为例,对其土地利用、景区分布和道路结构进行分析。结果表明:1研究区坡度为0—8°的土地面积较多,其次为8°—20°的土地面积。2景区内隐形旅游资源较多,其中,海田湿地、洞上水库、回隆漏斗、天生桥等景点的影响范围大致相同,旅游价值较高;响水河水库、大洞石壁、山立哨梯地等影响范围较大。3规划区林地和耕地面积较大,其中耕地约占46.04%,林地约占19.50%;住宅用地和工业建设用地较少,合计占5.32%。4通过研究区现状和总体规划后道路结构模型可见,整合度较高的都是320国道、001、002和洞大公路段,可达性强,而景区边缘道路的整合度都相对较低。此外,总体规划后道路整合度整体较高,景区可达性和渗透性较高。     

P-SV转换波静校正方法综述

在P-SV转换波地震数据处理中,静校正一直是较难解决的问题,它会严重影响转换波地震资料的成像效果。前人对此研究了很多解决方法,但至今尚无公认的有效方法。对前人研究的转换波静校正方法进行了分类,然后对基于纵横波折射初至时差法、基于共接收点(CRP)转换反射横波法、基于面波反演横波速度法和基于微测井模型法四类转换波静校正方法进行了阐述,并对各类方法的优缺点和应用条件进行了归纳总结,对目前转换波静校正所面临的挑战进行了讨论,提出对多种单一的转换波静校正方法进行组合后分步消除静校正量的思路,这种思路能在转换波静校正中取得较好的应用效果。