三峡地区主要地类的自动提取方法研究

针对三峡地区地貌类型复杂、土地利用多元化及遥感影像变异大的特征,在完成图像预处理和辅助资料收集的前提下,提出了一种基于样本和辅助资料可交互作业的计算机全自动土地利用类型提取方法。应用专业的图像处理软件eCognition为平台,通过选取样本、寻找最佳波段并生成判别函数来达到提取的目的,在很大程度上减弱了遥感判读中“同物异谱”、“异物同谱”、“边界过渡”等现象对分类结果的影响。分类结果输出为常用的栅格以及矢量格式,方便地实现了与其它栅格和矢量处理软件的兼容。运用自动提取的方法完成了三峡地区主要土地利用类型的自动提取工作并取得了较高的验证精度;在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的技术路线和方法方面作了一定探索。     

基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,受季风气候影响其水体空间动态变化大,且广阔的水域内部差异也较大,因此湖泊水体光学分类对反演湖泊水质参数及监测湖泊水质有着重要意义。以鄱阳湖为研究区,根据实测的反射光谱数据形态特征将鄱阳湖的水体分为4类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊和清水区,并分别对每一类结果进行分析。考虑到实测光谱数据局限于湖区某些离散点的情况,不足以观测整个鄱阳湖区域内所有不同水体类型的空间分布和动态变化,从而将该方法利用于遥感影像以便观测整个湖区水体类型。在Landsat OLI遥感影像上任意选取采样点,根据其波谱形态建立基于斜率的分类算法,并应用决策树模型把鄱阳湖水体分为5类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊、清水区和特别清澈,影像的分类结果图与实地考察的情况相一致。把模型应用于其他时期的遥感影像进行鄱阳湖水体分类,对比影像的分类结果图表明:2002、2005和2009年鄱阳湖区分别出现3种、4种和4种不同的水体类型,且水体浑浊范围呈现出动态变化。研究表明水体光学类型分类可以更好的监测湖泊水质的时空变异性。     

基于事故树的三峡库区水体污染公共安全事件诱因分析

三峡库区蓄水后对长江水体自净能力的极大削弱，沿江聚集的各类生产、生活活动对长江水质的多渠道污染极易引发库区各类水体污染公共安全事件。结合对库区水体污染公共安全事件多维度诱发因素的调研结果，运用事故树的分析方法对三峡库区水体污染公共安全事件的逐级诱发过程进行分析。研究表明：存在13条诱发库区水体污染公共安全事件的路径以及3条防治水体污染公共安全事件的路径；在不考虑诱因发生概率的情况下，排污因素是诱发库区水体污染公共安全事件最重要、最根本的因素，促成库区水体自净能力下降的回水区变长，水流紊动减弱和水位抬升三方面因素是次重要的诱发因素。只有对不同的诱因施行不同的监测和控制策略，才能对库区水体污染公共安全事件开展有效预警、预控.     

数字长江河道实验中遥感技术应用研究——以长江江苏段为例

在数字长江河道试验中充发分挥遥感技术的作用，应用多平台，多时相遥感技术，对长江河床演变、江岸变迁、河道边界条件、护岸工程等进行数据采集，建立长江河道数据库。开展南通河段水深遥感探测试验，在水深遥感机理分析的基础上，通过准同步的遥感光谱亮度值与相关水深实测数据的计算，建立该河段水深遥感模型，对河床水下地形进行反演。试验研究表明，应用陆地卫星TM数据对含沙量较高的长江河口段水深进行探测有一定的效果，其探测深度可达5m。对近岸水深条件及岸线资源利用现状进行数据采集，在GIS支持下，应用地理信息图谱方法对江岸稳定性进行综合评价，将岸线根据其稳定性划分为稳定岸、强侵蚀岸、弱侵蚀岸、强淤积岸的弱淤积岸5个类型，根据其近岸水深条件划分为深水岸、中深水岸和浅水岸三大类型，建立长江岸线资源专题数据库。在此基础上，对长江江苏段河道演变特征、江岸稳定性及不同性质岸线的利用情况进行分析研究，提出河道整治、防洪和岸线资源合理开发利用的对策建议。     

基于高光谱遥感和HJ 1卫星的冬小麦SPAD反演研究

冬小麦SPAD（Soil and Plant Analyzer Development）是评价其健康状况的重要农学参数,传统监测方法效率较低,旨在将田间监测和遥感技术相结合,探讨我国江汉平原地区冬小麦SPAD的遥感监测方法。研究选取湖北省潜江市后湖管理区为研究区域,利用ASD Fieldspec 3地物光谱仪和SPAD 502叶绿素仪在田间采集冬小麦冠层光谱和叶片SPAD,选取4种植被指数与叶片SPAD进行回归分析并构建预测模型。经模型精度检验,NDVI较适合对该地区冬小麦SPAD反演。然后将NDVI SPAD反演模型与HJ 1卫星影像相结合,进行研究区域的冬小麦SPAD反演,通过比较HJ 1卫星影像反演SPAD与田间实测值,经分析均方根误差（RMSE）为632。结果表明,利用NDVI植被指数模型能够较好进行研究区内冬小麦SPAD反演。实现了从地面监测到卫星遥感不同尺度的冬小麦SPAD反演,为大面积冬小麦SPAD监测提供技术和方法     

武汉湖泊富营养化遥感调查与评价

利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和1999年9月Landsat-7的TM各波段的卫星遥感数据,建立了各子湖的营养状态指数与TMb5图像上的灰度值之间的线性关系模型,并运用该模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。两种方法评价结果都显示,武汉大多数湖泊呈富营养化状态,一些湖泊已接近甚至达到极富营养化。在用两种方法同时评价的十个湖泊中,有四个湖泊的评价结果完全一致,其余的六个湖泊富营养化程度只相差一个级别。两种方法评价结果存在差异,可能有以下三个原因;（1）遥感方法反映了是图像所在时段的某一个区域上的平均值,营养化指数法反映的是若干个采样站的年平均值;（2）TM图像的获取时间比地面监测的时间晚;（3）遥感影像可能受到云、泥沙等悬浮物、高等水生植物以及湖泊水深等的影响。遥感评价结果与地面监测结果基本一致,利用遥感进行湖泊水体富营养化监测价是可行的,有效的,利用该方法可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。     

南水北调中线水源区生态环境变化分析研究

南水北调中线水源区生态环境情况直接关系南水北调中线工程的水质安全。采用遥感监测技术,根据南水北调中线水源区2000年和2013年的生态环境监测结果,对比分析了整个水源区土地覆被、水土流失、土壤侵蚀等变化情况,从宏观上评价水源区生态环境状况,为有关部门制定相关政策提供参考。研究结果表明,在十多年中,水源区森林覆盖率提高,农田面积比例明显下降,水土流失面积减少,水源区生态环境总体上呈趋向变好的态势。随着农村人口向沿江地带城镇集中,在进一步加强山地植被保护的同时,要进一步重视和加强沿江地带的生态环境保护工作     

金沙江干热河谷区地质灾害遥感研究

遥感技术能快速全面、高性价比地获取地表信息,可以从宏观上对区域性地质灾害进行调查,形成对区域性地质灾害分布、规模的定量认识,因此遥感技术已经在国外的地质灾害调查工作中得到了较广泛应用。金沙江德钦段河谷属于典型的干热河谷,遥感技术在该地区的环境地质调查的应用研究,对于西部大开发的工程建设具有很强的实用性。利用3种星载光学遥感影像对这一地区的地质灾害进行了目视解译研究。首先简要介绍了金沙江干热河谷区自然地理、地质和气候环境的特点及其对地质灾害解译产生的影响,其次就本地区的环境地质遥感数据的选择与处理进行了说明,然后配合图片详细分析了研究区主要地质灾害(滑坡、崩塌堆积、泥石流沟和倾倒变形)的解译特征。最后实地考察验证了解译的可行性,并分析总结了存在的不足,提出了利用近红外高光谱提高地质灾害解译研究的设想。     

面向对象的河口滩涂冲淤变化遥感分析

河口滩涂位于江河入海口前沿,其岸线受江河上游来水来沙、海水潮汐动力和人为因素影响处于不断变化中。针对遥感人工目视解译判读出岸线进行冲淤变化分析方法的不足,提出了面向对象的岸线遥感识别提取方法,阐述了整个遥感迭代识别提取过程。以长江河口崇明东滩为实验区,选取长江口1990年12月4日、1995年4月6日、2000年6月14日和2005年11月27日4个时相的陆地卫星TM/ETM+遥感影像,对其进行基于面向对象的识别处理,直接提取相应年份的岸线和滩涂陆域多边形,对4个年份的陆域多边形进行空间叠加分析,得到了崇明东滩自1990年以来15年间的冲淤空间变化。应用表明面向对象的遥感分析识别技术在河口滩涂冲淤变化分析中具有准确、快速、简便的特点。     

基于环境一号卫星高光谱数据的太湖富营养化遥感评价模型

采用环境一号卫星高光谱数据直接监测太湖富营养化状态的方法较多光谱影像监测有着更高的精度优势，对内陆水环境监测具有一定的意义。利用2009年4月地面实测高光谱数据模拟环境一号卫星星上数据，结合确定的太湖富营养化状态遥感评价的水质因子，构建富营养化状态评价模型，并采用实测数据和环境一号卫星高光谱影像数据对模型的精度和适用性进行验证。研究结果表明：（1）选用叶绿素a作为富营养化遥感监测的水质因子监测太湖富营养化状态与综合营养指数法相比，平均相对误差为597%；（2）采用模拟的环境一号卫星高光谱影像数据结合三波段模型与采用地面实测数据评价结果之间的相关系数r=0855，平均相对误差为919%；（3）结合环境一号卫星高光谱影像对2010年5月2日太湖进行富营养化监测评价，结果显示太湖水体整体成中营养状态，存在1129%的监测水域出现轻度富营养化状态     

基于线性变换的水质综合评价方法

对于多个因子的水质综合评价存在很多不同方法,尚未形成公认的权威评价方法。因而,对水质综合评价方法进行探索有利于积累研究经验,丰富方法手段。在把数据向[0 1]区间标准化的基础上,通过线性空间变换,把水质样本数据与《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)数据转换到同一线性空间。计算水质样本数据向量与5类水质划分等级标准数据向量的欧式距离,把欧式距离的最小值作为水质类别辨别的依据,最终得到水质的综合评价结果。借由已经公开发表的19个断面水质监测数据,运用大型工程计算软件Matlab 2010b进行计算,并与变权欧式距离模型、灰色聚类法、模糊综合指数法和BP神经网络法的评价结果相比较,符合性较好,验证了线性空间变换法应用于水质综合评价的科学性和合理性。方法可用于水质综合评价。在不对污染因子进行加权的情况下,基于线性变换的水质综合评价方法,获得的评价结果较轻。对于被评价为同一类水质的不同监测断面,可以借助"评价单元与5级水质标准的欧式距离矩阵",对评价单元水质差异进一步辨识。     

城镇化过程中的流域面源污染时空变化

以斧头湖流域为研究对象，在野外调查的基础上，借助遥感和GIS技术，对2008年、2015年斧头湖流域土地利用格局、人畜排放进行分析，利用输出系数模型解析斧头湖的面源污染负荷时空分布及主要来源。结果表明:斧头湖流域2008～2015年面源总氮（TN）和总磷（TP）负荷输出分别从由原来的 2 915 和 178 t 增长至 3 252 和 202 t。城镇化发展使得农村耕地面积减少，耕地对TN的输出贡献比例降低，但是耕地化肥使用依然是TN最主要来源。城镇化使得居民区对面源贡献增大，特别是TP的贡献显著增加。随着人们生活水平的提高，畜禽养殖对面源污染的贡献也显著增加，应予以足够重视     

长江流域水环境演化规律研究平台及切入点初探

对长江流域水环境演化规律的研究 ,应该针对国家迫切需要解决的、尤其是水质酸化和污染、洪涝灾害威胁加剧等水环境问题 ,提出科学的解释 ,为流域水环境修复提供基础理论。回顾和总结了 5 0多年来前人在长江流域水环境研究方面所取得的成果 ,这些成果为今后进一步开展研究构筑了良好的基础平台。对长江流域水环境的研究应出系统性、整体性和综合性 ,围绕长江干流水质保护和中游地区防洪两个重中之重 ,强化对水环境演变动力学机制的研究 ,摸清流域水、泥沙与污染物相互作用规律及其对水环境恶化的机制 ,建立流域水文、泥沙与水质之间非线性、复杂巨系统的耦合关系及其系统模拟。还提出了长江流域水环境研究的 7个切入点     

长江三角洲地表水环境污染规律及调控对策

根据野外实地考察和定点观测数据 ,结合历年环境监测资料 ,初步揭示了长江三角洲地表水环境污染的现状与近十年来的时空演变规律 :河网干流水质基本良好 ,中小河流污染突出 ;城市河流有机污染严重 ,普遍出现水体黑臭现象 ;湖泊氮磷含量逐年增高 ,水体富营养化加剧 ;市郊小城镇河网水质急剧恶化 ,已成为新的水环境污染中心。造成长江三角洲地表水环境污染的主要物源包括工业废水和生活污水、畜禽粪便、农田化肥、底泥等。针对上述污染规律和成因机制 ,提出了相应的调控对策。     

岷江流域土地利用结构对地表水水质的影响

当点源污染得到有效控制时,非点源污染,尤其是农业非点源污染将成为影响地表水水质的主要因素。利用遥感和地理信息系统技术获取岷江流域土地利用类型,并在分析该流域内地表水水质监测数据的基础上,研究了不同土地利用结构与地表水水质的相关关系。结果表明,在以单一土地利用类型为主控制的区域中,林地和草地控制的小流域的地表水水质明显优于耕地;在不同土地利用类型的组合结构中,地表水水质的优劣状况介于林地、草地和耕地为主控制的小流域之间;在其他条件相似时,随着小流域内林地和草地比例的增加,非点源污染降低,而随着耕地比例的增加,非点源污染有增大的趋势。此外,土地利用结构对地表水水质的影响不仅表现在数量结构上,同时表现在空间分布上.     

Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Abstract

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source (NPS) pollution potential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs (best management practices). It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

Study on Management and Control of Nonpoint Source Pollution from Urban Surface Runoff

Urbanization is the dominant form of land-use change in terms of impacts on water quality, hydrology, physical properties of watersheds and their nonpoint source （NPS） pollution po-tential at present. Urbanization has changed the source, process and sink of urban NPS pollution, especially raised the pollution load of urban runoff NPS in receiving water. Urban runoff pollution is a hot spot of research on NPS. This paper analyzed type, source and harm of the NPS pollutants of urban runoff and its influence on the receiving water. Through estimating NPS pollution load of urban runoff and summarizing the law and characteristics of urban runoff NPS systemically, study on management and control of urban runoff NPS pollution was focused on the application of BMPs （best management practices）. It is a fresh methodology that management and control on NPS pollution from urban surface runoff was analyzed by methods of landscape ecology, environmental economics and environmental management. The paper provided a scientific reference for mitigating urban water environment pressure and an effective method for management and control of NPS pollution from urban surface runoff.     

基于遥感和GIS的赤水河水质对流域土地利用的响应研究

利用2009年TM影像和11个断面的水质监测数据,同时在缓冲区和子流域尺度上,分析了赤水河流域内土地利用方式与水质指标（溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮）之间的相关关系,并建立水质对土地利用结构的空间响应模型。由相关性分析得：从缓冲区尺度到子流域尺度,建设用地与氨氮的相关性由显著正相关变为高度正相关,相关系数达到0836;与高锰酸盐指数的相关性则由普通正相关变为显著正相关,相关系数为0776。耕地与高锰酸盐指数的相关性由显著正相关增加为高度正相关,相关系数达到0913;与氨氮的相关系数也增加到0782;而耕地与溶解氧则由缓冲区尺度的一般负相关变为子流域尺度的显著负相关,相关系数达0609。在缓冲区尺度上,林地与氨氮、高锰酸盐指数呈负相关,相关程度总体上随着缓冲半径的增大而增大;而当研究尺度为依自然属性划分的子流域时,林地与氨氮呈现出显著负相关,相关系数达到0673;与高锰酸盐指数呈现出高度负相关,相关系数达到0822;且在子流域尺度上林地对溶解氧的“汇”的作用才充分表现出来,相关系数达0718。研究结果表明：赤水河流域土地利用方式对水质有重要影响。赤水河流域内的城镇建设用地和耕地对流域水质有着严重的负面影响,承载在其上的城市生活、工业污水和农业面源污染(种养殖)是河流水质污染的重要污染源。林地对流域的水质污染有重要的缓解作用。总体上,各水质参数与土地利用类型间的相关性在子流域和缓冲区两种尺度下表现出一致的规律,但这种相关性在子流域尺度下表现的更为显著。研究成果可为赤水河流域的水污染防治、土地利用方式优化提供科学依据,并为同类研究提供借鉴     

生态气象监测评估业务平台的设计与应用

  针对目前生态气象监测轨道业务的特点，结合工作的实际需要，运用C和C++语言建立了生态气象监测评估业务平台。在程序设计中，采用了生成中间交换文件的结构组织，能够对各模块的输出结果进行详尽直观的分析，并提供了等值线色斑图与区域填充等多种图形绘制方式。该系统可处理AVHRR和EOS/MODIS卫星遥感资料，对气象观测报文进行解译、数据分类管理和质量控制，统计计算水体密度指数、湿润指数、植被覆盖指数、土地退化指数、灾害指数和生态质量综合评价指标，以图形、图像的形式输出生态气象监测评估产品，实现了卫星遥感与生态气象地面监测数据的有效组织和智能化管理。将系统应用于湖南省生态质量气象评价，业务化运行的结果表明，该系统具有较好的业务实用性。〖HJ1〗〖HJ〗
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长江流域可持续发展的环境支持系统研究

可持续发展取决于智力、资源、环境、动力、过程五大支持系统的正常协调运转１。其中环境支持系统是一个重要方面。但目前长江流域的环境支持系统较为脆弱,生态环境问题比较严重,若不积极研究采取有效措施加以解决,对长江流域的持续发展极为不利。本文根据有关资料,对持续发展的可利用空间及其五大支持系统作了较为系统的论述,并对长江流域环境支持系统面临的主要问题和对策作了较深入的分析。研究认为,长江流域环境支持系统面