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。     

湖泊富营养化遥感监测研究进展

通过对近年来国内外应用遥感技术对湖泊富营养化监测及评价的研究情况进行了广泛的收集和分析,简述了湖泊富营养化遥感监测的基本原理,总结了湖泊富营养化多光谱遥感与高光谱遥感成果,提出了今后的重点研究方向.     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

湖泊富营养化遥感评价模型的建立方法

中国处于不同富营养状态的湖泊已达75%,湖泊富营养化监测已成为我国迫切需要解决的技术问题。遥感技术能够低成本地对水体实现大尺度、快速监测,实现传统点状监测到面状监测的延伸。充分考虑我国现有的湖泊富营养化评价方法、参评指标相互关系的同时,通过研究参评指标的光谱特性分析其遥感可行性,提出了从水体的叶绿素a和悬浮物浓度入手,综合评价湖泊富营养化的遥感评价方法。     

基于卫星遥感数据的江西德兴铜矿开采环境影响动态监测分析

位于中国南方的江西省德兴矿山开采铜矿已有几十年历史.采矿行为会产生大量废石和尾、,这些废石和尾矿富含铁化合物,不断与氧气、雨水接触,将形成金属离子和酸根离子等污染物,随着降雨过程迅速在地表大面积扩散,最终流入矿山附近的河流、湖泊等水体,因此会造成植被污染、水环境恶化.基于卫星遥感数据源,针对江西德兴铜矿典型的矿山开采环境,对矿山开采环境内植被及水体的影响进行了动态监测分析,可为矿山合理开发、环境监测与可持续发展提供决策分析方法.     

遥感技术在水生态环境管理的应用与前景

随着遥感数据源的不断丰富,遥感技术不断提高,可以解决越来越多的水环境问题。指出了当前水生态环境管理方面的主要需求,结合目前遥感技术的发展,对国内外的水环境遥感研究进展进行综述。以湖泊富营养化监测与评估、核电站温排水遥感监测及城市黑臭水体遥感监测为案例,具体阐述遥感在水环境管理中的应用方法及成效。未来水生态环境管理发展趋势将以水污染防治为主向水污染防治和水生态修复与保护并重发展。基于此趋势,提出遥感在水生态修复的应用潜力,利于更多地方部门积极有效应用遥感技术,解决水生态环境问题。     

太湖蓝藻水华预警监测综合系统的构建

近年来随着浅水型湖泊的富营养化进程不断加快,蓝藻水华暴发现象也频繁出现,采用科学、全面的手段对太湖蓝藻暴发进行预警十分必要。根据太湖蓝藻预警监测中使用的现场巡视、卫星遥感、实验室分析、自动监测等监测技术手段,分别建立各自监测系统,结合各监测系统特点和相互关系,对太湖蓝藻水华预警监测综合系统的构建进行了探讨,以期能够更好地开展太湖蓝藻水华预警监测工作,为确保太湖地区饮用水安全,提高环保部门应对太湖蓝藻水华暴发的能力,为政府决策提供技术支持和保障。     

综合遥感与地面观测的巢湖水体富营养化评价

提出一种将地面观测数据空间插值与遥感反演结合的湖泊富营养化评价方法与业务化运行模式。对叶绿素a等可反演参数利用遥感影像反演,并利用实测值校正获得高精度反演结果;对总磷等不易反演参数采用空间插值获取全湖区数据,采用综合营养指数法对巢湖富营养化状态进行反演,获得2015年5月12日巢湖富营养化状态空间分布情况。结果表明,巢湖全湖为轻度和中度富营养化状态,呈现出西半湖高于东半湖的总体空间分布趋势。结合相关数据对巢湖富营养化成因进行推断,认为南淝河等上游河流各类营养物质输入量较大是造成西半湖北部富营养化严重的主要成因;西南部杭埠河等河流氮磷输入量较大,但其他营养物质输入较少,使得该区域总体呈现出富营养化程度偏低的现象。     

玄武湖菹草种群的发生与水环境变化

于2005年11月-2006年4月对玄武湖菹草种群进行了采样分析,并对其发生过程中的水环境质量进行了跟踪监测.结果表明,玄武湖菹草种群发生过程中,湖区水质有明显改善,湖水透明度增加,主要监测指标TN、TP质量浓度值下降.指出,在湖区维持一定量的菹草,对湖泊在冬春季的水环境质量的改善以及生态系统的平衡与健康方面具有重要意义.提出解决湖泊环境问题的根本途径是修复重建健康水生态系统.     

遥感技术在湖泊叶绿素ａ 监测中的应用研究———以太湖为例

水质遥感技术在湖泊水质监测领域内的应用具有十分积极的意义。在总结现有水质遥感反演方法的基础上，选取了遥感指数法和神经网络法两种理论完全不同的反演方法，构建太湖叶绿素a与MODIS影像波段间的函数关系，并从反演能力和反演精度两个角度对上述方法进行了比较研究。结果表明，神经网络模型的非线性特征能够敏感地把握住叶绿素a浓度变化在反射波谱信息上的微小响应，较为成功地反演出叶绿素a与反射光谱信息间的非线性关系。神经网络模型的反演能力和反演精度均优于遥感指数方法，具有较好的应用前景。     

湖库水生植被光学遥感监测研究进展和展望

水生植被在湖库生态系统中发挥稳定沉积物、净化水质、平衡水生生态系统等作用,监测水生植被变化对湖库生态环境的监测具有重要意义。梳理了国内外利用高光谱、多光谱光学卫星遥感数据提取湖库水生植被的方法,尤其是针对其中涉及的阈值确定问题进行总结分析,介绍了典型研究区水生植被时空分布和变化以及与水质的关系,最后给出一些水生植被遥感监测的展望。     

太湖流域水环境天地一体化监测体系构建与应用

为全面提升中国水环境监测预警能力和水平，建立天地一体化监测体系，以太湖流域为研究区域，探索了水环境天地一体化监测方法，有效地结合地面常规监测与卫星遥感监测技术优势，弥补了现行环境监测体系的不足，为环境污染，生态变化，灾害监测、预警、评估及应急救助等指挥体系提供参考。     

Mapping chlorophyll-a through in-situ measurements and Terra ASTER satellite data

This paper presents an application of water quality mapping through real-time satellite and ground data. The Lake Beysehir which is the largest freshwater lake and drinking water reservoir in Turkey was selected as the study area. Terra ASTER satellite image is used as remote sensing data source for water quality mapping in addition to simultaneously performed in-situ measurements. Ground data is collected simultaneously with the ASTER overpass on June 09, 2005 over the Lake Beysehir. The spatial distribution map is developed by using multiple regression (MR) technique for water quality parameter, which is chlorophyll-a (chl-a). The results indicate that simultaneous ground and satellite remote sensing data are highly correlated (R (2) > 0.86). In the image processing step, geometric correction, image filtering and development of water quality map procedures are performed with the ERDAS Imagine and ArcGIS 9.0 software. The trophic status of Lake Beysehir is considered to be oligotrophic with an average 1.55 microg/l chl-a concentration.     

The feasibility of monitoring wilderness lake chemistry with remote sensing methods

Wilderness lakes in the U.S. are at risk to the effects of atmospheric pollution. The results of the EPA Western Lake Survey, for example, show that many of the lakes in the West have very low concentrations of dissolved constituents, and are sensitive to acidification. Lakes located in wilderness areas were found to be particularly sensitive: median ANC values of 91.4 eq/1 compared to 282.7 eq/1 in non-wilderness areas. Sampling remote wilderness lakes is difficult and expensive. For example, the cost of sampling each lake in the National surface water survey was about $ 4000 per lake. Remote sensing methods may provide an alternative means of monitoring the chemistry of wilderness lakes. This study defines the feasibility of the remote monitoring of lake chemistry in the Adirondack Park region of New York by comparing measured lake chemistry with field reflectance measurements, remote reflectance measurements from aircraft and satellite and laboratory and airborne laser fluorosensor data.Water samples collected from a representative population of Adirondack Park lakes were analyzed for pH, acid neutralizing capacity (ANC), dissolved organic carbon (DOC), total reactive aluminum and plant pigment concentration concurrent with the collection of remote sensing data. Lake parameters estimated from field reflectance measurements which directly effect lake optical properties, total pigments, DOC, and turbidity were estimated with less error and more precision than those parameters not directly related to lake optics, pH, ANC and A1 concentration. Results from airborne MSS and Landsat MSS data produced lower R² values than estimates using field reflectance.The concentration of DOC can be estimated remotely by using laser fluorosensing. The spectral-fluorescence properties of DOC were correlated with the pH and aluminum concentrations in the lake water. Remotely measurable DOC fluorescence spectra were used to estimate DOC, H, and A1 concentrations.Of the methods investigated, laser fluorosensing shows the most promise for the remote prediction of lake DOC, hydrogen ion and aluminum concentration in Adirondack lakes while reflectance measures may be used to estimate lake chlorophyll, DOC and transparency. Given the large number of wilderness lakes and the difficulty of sampling in remote wilderness, remote sensing methods may provide an alternative, while less precise, method of monitoring lake chemistry. The applicability of these findings to lakes in other wilderness areas is unknown. Similar studies of the feasibility of monitoring Western wilderness lake chemistry with remote sensing methods are being initiated.Supported by an A. W. Mellon Foundation Grant to Dr. G. E. Likens while a student in the Section of Ecology and Systematics, Cornell University, Ithaca, NY and a Fellow of the Institute for Ecosystem Studies, New York Botanical Garden, Mary Flagler Cary Arboretum, Millbrook, NY.Contribution from Fourth World Wilderness Congress-Acid Rain Symposium, Denver (Estes Park), Colorado, September 11–18, 1987.     

湖南省生态环境遥感监测平台建设思考

简述了国内外遥感监测平台的发展现状,基于湖南省生态环境遥感监测现状进行了分析,指出遥感监测平台存在遥感监测与评估技术缺乏、监测能力薄弱以及监测网络建设不完善等问题。从平台建设架构出发,构建了数据平台,对卫星遥感数据、地面调查/监测资料、无人机航测数据进行管理、存储、分析等;业务平台,主要围绕水、气、土壤等整个生态环境监测体系开展相应的监测和管理,还可针对重点区域,环境督察等业务进行拓展;展示平台,主要是通过各种终端设备和硬件对各类业务进行可视化。提出发射独立高分遥感卫星、深化遥感监测应用研究、加强各部门协同合作等建议,以期为湖南省生态环境遥感监测平台建设与发展提供参考。