联合多源光学和雷达遥感的巢湖水华长时序时空变化分析

以巢湖水华爆发现象为研究对象,利用多源光学遥感和全极化SAR遥感作为数据源,对研究区域2008—2017年的水华进行识别提取,定量和定性分析水华面积及区域位置的时空变化。结果表明:在时间上,每年二、三季度巢湖水华面积普遍高于一、四季度,总体上呈现年平均水华面积逐渐减小趋势,前五年的水华面积比后五年高。在空间上,巢湖西北部水华发生频率最高,西部水华比东部水华发生频率高,沿岸比湖中心发生频率高。巢湖水华整体呈现改善趋势。     

典型湖泊水华特征及相关影响因素分析

通过2011-2015年对太湖、巢湖和滇池水华高发季节的连续监测，以藻类密度和水华面积为判据评价了3个湖体的水华情况及变化趋势，探讨了水华发生的主要影响因素。结果表明：太湖水华程度以"轻度水华"为主，巢湖水华程度以"轻微水华"为主，滇池水华程度以"中度水华"为主；太湖、巢湖和滇池水华规模均以"零星性水华"为主；太湖和巢湖藻类密度与水温、pH、溶解氧、总氮、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关，与透明度呈显著负相关，与氨氮无显著相关性；滇池藻类密度与水温、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关，与透明度和氨氮呈显著负相关，与pH、溶解氧和总氮无显著相关性。     

玛纳斯河流域荒漠草地沙化遥感监测研究

以1989—2016年玛纳斯河流域TM/OLI遥感影像为数据源,利用混合像元分解技术,计算玛纳斯河流域草地总覆盖度和裸沙面积。在此基础上通过监测年与基期年的比较,计算草地覆盖度相对基期年的减少率和裸沙面积相对基期年的增加率两个监测指标,依据《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》(GB 19377—2003),对计算出的两个指标分别进行沙化等级评定和赋值,将两种评定结果相综合来监测草地沙化。结果表明,玛纳斯河流域近30年来荒漠草地沙漠化总体呈现先增加后降低的趋势。分析表明,玛纳斯河流域草地沙化是人为和自然因素双重作用的结果。     

基于卫星数据的灰霾污染遥感监测方法及系统设计

以中分辨率成像光谱仪为例,建立了卫星遥感参数和空气污染指标之间的联系,提出了基于卫星遥感的气溶胶光学厚度数据获得灰霾指数和灰霾污染时空气质量指数(AQI)等级的方法和相关的监测系统设计。结合在华北地区的监测结果,可以看出卫星遥感可以较好地反映灰霾污染程度的变化,有助于发现可能的传输通道,获得宏观的灰霾空间分布状况。在研究时段内,与地面空气质量监测站相比,88%的卫星遥感监测结果误差不大于1个AQI等级,平均的AQI等级偏差为0.7级,并分析了卫星遥感与地面监测之间差异的原因。     

安徽省“十二五”生态环境遥感监测

利用2011—2015年安徽省遥感影像土地利用类型解译数据,结合地面调查和统计资料,依据生态环境状况评价系统对安徽省"十二五"期间生态环境状况进行动态监测与评价。结果表明,"十二五"末安徽省各市生态环境状况等级为"优"的有4个市,为"良"的有12个市;"十二五"期间,各市等级均保持不变;"十二五"始末相比,有8个市生态环境状况变化度为"略有变好"等级,生态环境状况波动度为"波动"级别,其余8个市的变化度为"无明显变化"等级,波动度为"稳定"级别;省域EI增加了0.76,生态环境质量呈现稳中向好的趋势。     

太湖水华的遥感分析

随着太湖流域的经济迅速发展,太湖湖体的富营养化程度日趋严重,特别是在20世纪的后期,水华频繁爆发。国家环保总局常规的水质监测是基于21个点位对全湖进行评价,完成一次采样耗时近1月,其对大面积水华现象的监测具有很大的局限性。文章利用遥感技术快速、大尺度、动态监测的特点,基于多个时相的TM影像对太湖的水温、悬浮物、叶绿素等水质参数的浓度和分布进行了遥感反演,进而对太湖水华的成因、发展程度、影响因素等方面进行分析,从而对太湖水华发生的特点,太湖的水质情况有一个全面的了解。     

滇池水环境质量综合评价方法

研究了2000—2017年滇池水环境质量时空变化和生态环境时空演替规律,结合滇池目前水环境质量监测工作要求,利用以往研究成果筛选出的36个评价指标,采用层次分析法,构建滇池水生态健康评价方法模型,得出滇池水生态健康评价标准,输入滇池湖体2011—2017年4个监测点位相关指标监测数据进行方法验证。验证结果表明,建立的评价方法能较为全面、准确、宏观地反映滇池水环境质量状况,与现有综合评价方法相比,能综合反映现有评价方法结果,且具有宏观、全面等优点,能很好地响应生物多样性变化,服务滇池的治理工作。     

基于遥感影像的木兰溪水质参数反演

水质监测对水环境评价及污染预防至关重要，但地面监测成本高、监测面积有限等，难以满足实时、大范围监测的要求。为了更好地解决该问题，基于遥感影像的空中监测技术越来越得到研究人员的青睐。以木兰溪为研究区，利用和地面监测数据同步的Landsat-8卫星遥感影像数据，对木兰溪的典型水质参数总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演问题进行研究。首先，根据Landsat-8的水体敏感波段，分别选取总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演特征波段组合为(b1-b2)/(b2+b3),(b1-b2)/(b3-b4),b2/(b1+b4),b1/b2;其次，利用反演特征波段组合分别构建总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数浓度的SVR(Support Vector Regression)反演模型，通过IPSO算法对SVR模型的参数进行优选；然后，将IPSO-SVR反演模型和统计回归反演模型、广义回归神经网络(GRNN)反演模型在验证集上进行评估，以平均绝对误差和均方根误差作为评价指标进行对比分析，结果表明IPSO-SVR反演模型的平均绝对误差和均方根误差最小，说明IPSO-SVR反演模型具有较高的精度和较好的实用性...     

江苏省工地和裸地扬尘遥感监测方法研究与结果分析

应用卫星遥感影像结合无人机现场核查数据,对2020年江苏省各设区市主城区工地和裸地2类扬尘源的时空分布变化和污染、管控情况开展了连续性监测,为生态环境监测部门业务化应用提供了思路和方法.研究结果显示,遥感解译精度优于95％,扬尘源数量、面积均呈上升趋势,至第4季度总数达1760个、总面积162.53 km2,总体管控情...     

半干旱地区遥感生态指数的构建及应用

基于2001—2018年永登县5幅遥感影像,利用绿度、湿度、盐度、沙度指数耦合构建半干旱地区遥感生态指数（SA-RSEI）,并应用SA-RSEI指数对永登县生态环境质量进行定量评价。结果表明：在2001—2018年间永登县生态环境质量由较差提升至一般,生态环境等级优良以上的区域面积占比逐渐上升,较差和差等级面积占比逐渐下降;通过空间相关性分析可知,GDVI和WET为正向指标,DI和SI为负向指标;通过LISA聚类图发现空间分布是聚集的,而不是随机的;高-高聚集区主要集中于连城国家级自然保护区和奖俊埠林场,低-低聚集区主要集中在中部黄土丘陵区。     

基于“哨兵-3A”OLCI影像的太湖蓝藻水华荧光基线高度指数信号特征分析

利用新型遥感数据"哨兵-3A"卫星OLCI影像数据,基于其665,681和708 nm波段构建的"荧光基线高度"指数算法,采用SNAP 6.0遥感专业软件,计算了2017年不同季节4个典型日期太湖FLH的全湖分布及蓝藻水华区信号强度特征。以完成了瑞利散射及气体吸收订正的3个波段的遥感反射率数据计算FLH图像,结果表明,FLH数值的"负偏"程度与蓝藻水华强度有很好的对应关系,FLH值"负偏"越大,蓝藻水华越严重,可以作为比较不同季节水华强度的有效遥感指标;富营养化较严重、较为浑浊、以蓝藻为优势种的内陆水体与大洋清洁、非蓝藻优势浮游植物水体的FLH"正偏"信号特征迥异。     

基于湖北省12个中小型湖泊的水环境遥感监测应用示范

以《湖北省水环境遥感监测示范系统》为数据处理平台,对2012—2014年湖北省大东湖水网、梁子湖水系和汤逊湖水系共计12个湖泊的水质类别以及营养状态级别进行遥感监测,并对比实测数据进行精度评价。结果表明:遥感监测的梁子湖、豹澥湖和严西湖水质相对较好,杨春湖、北湖和南湖水质相对较差且富营养化状况较为严重。该系统能很好地实现对水质优良达标湖泊以及富营养化湖泊的识别。对示范区域各湖泊水质类别和营养状态级别的遥感监测,基本上能满足业务化运行的需求。个别湖泊遥感监测精度较低,主要表现为遥感监测的湖泊水质类别和营养状态级别均要优于实测的结果。系统对于面积相对较大的湖泊遥感监测精度更高。     

流沙湾海域水质的综合评价与分析

以流沙湾2008年4个航次水质监测数据资料为依据,选择具有代表性的9种监测指标,分别采用模糊综合评价法和模糊贴近度法进行海水水质评价比较与分析,得出流沙湾海域水质评价等级。研究结果表明,流沙湾海域冬夏季节的水环境质量差于春秋两季,其中夏季水质最差。将整年水质监测指标平均值进行综合评价,结果表明,流沙湾各站位均符合二类水质标准。以模糊贴近度法作为主要评价方法、以模糊综合评价法作为辅助评价方法进行综合评价,更有利于流沙湾海域水质的整体分析。研究结果可作为流沙湾海域水产养殖规划和整治的参考依据,为将来合理开发利用流沙湾海域提供科学依据。     

基于RS与GIS的水土保持生态功能区生态状况评估

以河南省大别山水土保持国家重点生态功能区为研究区,基于RS与GIS获取2012年和2017年研究区植被覆盖、土地利用、土壤侵蚀等遥感解译数据,从生态功能、生态结构和生态压力3个方面,采用综合指数法,对研究区生态状况进行动态监测与评价。结果表明,2012—2017年间,研究区土地利用结构发生较明显的变化,林草地覆盖率上升9.85%,耕地和建设用地面积比上升13.23%,水域湿地面积比变化不大;植被覆盖指数上升 62.74%,中度以上土壤侵蚀面积比略有增加;生态状况变化度ΔF=4.95,整体生态状况等级由良变为优,生态状况变化度评级为显著变好。     

江苏省太湖流域大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数构建

为支撑流域水生态目标的业务化管理,提高水生态监测和评价的可操作性,突破物种分类鉴定的技术瓶颈,以大型底栖无脊椎动物为研究对象,在江苏省太湖流域布设120个采样点,于2013年1—3月、7—8月和10—11月开展3次监测。以最小干扰为参照状态,对涉及物种丰度、物种多度组成、耐污能力和摄食类群的72个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,结合指数获取的便利性及物种分类的难易程度,最终筛选出3个核心指数构成大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数,其中湖荡、河流和水库的指数为软体动物分类单元数、优势分类单元相对多度和BMWP指数,溪流的指数为ETO分类单元数、前三位优势分类单元相对多度和BMWP指数。经验证,业务化指数与环境梯度有较好的响应关系,且可操作性强,具备开展业务化应用的前景。但目前的流域水生态目标管理尚处于摸索阶段,技术体系还须在业务化过程中不断修正和完善。     

BP人工神经网络模型在西鞍山铁矿地下水水质评价中的应用

以西鞍山铁矿为例,采用BP人工神经网络模型对区内12个监测点的水质进行评价。以枯水期水质监测的主成分总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁和锰、硝酸盐、氟化物指标作为评价因子,建立地下水评价指标体系,并将评价结果与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果比较。结果表明,8、9、10、11号监测点属于Ⅰ类水,1、2、3、4、6、7、12号监测点属于Ⅱ类水,5号监测点属于Ⅲ类水,西鞍山铁矿的开采未对地下水造成影响;该方法与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果基本一致,可以客观、合理性地评价水质。     

滇池水环境质量综合评价指标优选

在研究2000—2014年滇池流域水污染排放的时空变化、水环境质量时空变化和生态环境时空演替基础上,结合滇池目前水环境质量监测工作要求,采用模型计算、指标特性分析、专家调查等方法,筛选出36个评价指标,分别表征滇池水环境质量的物理、化学、生物、营养、重金属、有机污染等特性,将滇池湖体4个监测点位优选出的评价指标监测数据输入水生态健康评价系统。结果表明,优选指标和评价体系能全面、准确、宏观地反映滇池水环境质量状况。将滇池评价指标由现有的94个压缩至36个,极大节省人力、物力,且更符合滇池水环境特点。     

基于底栖动物完整性指数的长江口-杭州湾潮间带水生态状况评价

利用生物完整性指数评价流域水生态状况,所得结果对水环境管理决策有重要指导意义。以2006年崇明东滩底栖动物监测数据为参照状态数据,利用长江口1991—2019年和杭州湾2004—2019年潮间带底栖动物监测数据构建底栖动物完整性指数(B-IBI),最终从56个候选指标中确定了6个核心指标:Marglef指数、软体动物相对多度、甲壳动物+多毛纲相对多度、ASPT、科级生物指数和捕食者相对多度。B-IBI评价结果显示:优秀等级样本有44个,良好等级72个,中等等级31个,较差等级7个,很差等级4个;杭州湾北岸水生态状况显著优于长江口南岸(P<0.05)。经验证,B-IBI与水质综合污染指数呈极显著相关(P<0.01),能够有效指示研究区域的水生态状况。     

宁夏彭阳水质监测断面的水质评价及预测

基于2011—2015年茹河彭阳水质监测断面的水质数据,采用物元分析法对其断面水质进行评价;建立适用于该监测断面的马尔可夫预测模型对断面水质类别进行预测;同时依据平稳分布对各类水质的重现期作了分析。结果表明:彭阳水质监测断面水质为Ⅲ类;对马尔可夫链预测模型进行验证,满足预测精度;2015年9月和11月的水质类别预测结果均为Ⅲ类,且Ⅲ类水质出现的周期最短,属河流水质常态,其重现期为4.9个月,整体水质较好。     

高宝湖区4个湖泊浮游植物和底栖动物群落特征和生物评价

于2018年12月—2019年8月对高宝湖区4个湖泊的浮游植物及大型底栖动物的群落结构和多样性进行了调查。结果表明，各湖泊浮游植物和大型底栖动物的密度、生物量、优势种及多样性存在显著的时空差异（P<0.05），浮游植物和底栖动物的密度和生物量均表现为丰水期最大，2类水生生物的Margalef丰富度指数和Shannon Wiener多样性指数变化趋势一致。浮游植物种群组成上主要以绿藻门为主，丰水期高邮湖和白马湖的藻密度已达到轻度水华的级别，且各湖泊浮游植物优势种主要为蓝藻门易引起水华的藻类，各湖泊浮游植物物种多样性评价等级为“一般”至“较丰富”；底栖动物群落主要由摇蚊科幼虫、双壳类和软甲类动物构成，优势种主要为摇蚊科幼虫和寡毛类动物，物种多样性评价等级为“贫乏”至“一般”。各湖泊浮游植物藻密度增加，底栖动物敏感物种减少。水质的生物评价结果为4个湖泊均受到不同程度的污染，表明湖泊受到的环境压力增大，水生生物群落结构发生变化，多样性降低。