基于水面反射率光谱分类的太湖藻蓝蛋白浓度反演

藻蓝蛋白是蓝藻的标志性色素,利用遥感反演藻蓝蛋白浓度的时空分布对于蓝藻水华监测和预警具有重要意义.太湖水体光学特性时空差异较大,传统的藻蓝蛋白遥感反演方法在太湖各湖区各季节的适用性有限.因此,本文采用先分类再反演的策略,基于水面反射率光谱分类进行太湖藻蓝蛋白浓度反演建模.首先采用逐步迭代的K均值聚类方法实现光谱分类;然后分别利用每一类的训练样本光谱数据建立最适用于该类的藻蓝蛋白反演模型;最后利用每一类的检验样本光谱数据进行反演模型精度评价.为了对比,同时采用不分类的传统方法进行反演建模和精度评价.检验结果表明:基于不分类的传统建模方法得到的均方根误差RMSE=14.14μg·L-1,平均相对误差σ=59.1%,反演结果和实测数据可决系数为0.46;基于光谱分类的建模方法得到RMSE=8.47μg·L-1,σ=31.3%,反演结果和实测数据可决系数为0.87.因此,基于光谱分类的藻类蛋白反演方法有效地提高了反演精度,可以为其它水体的藻蓝蛋白浓度反演提供借鉴.     

基于DPeRS模型的海河流域面源污染潜在风险评估

运用DPeRS（diffuse pollution estimation with remote sensing）模型对海河流域面源污染物的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度解析,结合地表水质评价标准,构建了面源污染潜在风险分级方法,评估了海河流域面源污染潜在风险.结果表明：污染量上,海河流域总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）和化学需氧量（COD）面源污染排放负荷分别为429.2、25.7、288.3和1017.0 kg ·km^-2,入河量分别为2.5万t、1597.2 t、1.7万t和6.6万t;污染类型上,农田径流是海河流域最主要的氮磷型（TN、TP和NH₄⁺-N）面源污染源,对于COD指标,城镇生活是首要污染类型,其次为畜禽养殖;空间分布上,海河流域中部和南部地区面源污染负荷较高,此区域也是该流域面源污染高风险集中分布区,氮磷型面源污染高风险区域分布相对较为集中,化学需氧量型则较为零散;海河流域有36%以上的区域存在氮磷型面源污染风险,有2.94%的区域存在化学需氧量型面源污染风险.     

淮河干流岸边带生态健康遥感评估

结合高分辨率遥感影像在岸边带范围提取、生态系统高精度分类、生态结构特征提取方面的优势,将景观结构指数纳入岸边带生态健康评估指标体系,从生态功能、生态结构和生态胁迫三个方面对淮河干流岸边带生态健康状况进行全面调查评估.评价结果显示,淮河干流岸边带生态健康指数低于0.3,生态健康状况总体处于较差水平,并具有明显的空间走向特征,从上游到中游呈现出生态环境状况逐渐变差、再略有改善的趋势.通过对淮河干流岸边带生态环境问题的分析,认为人类开发强度大、植被覆盖率低、自然岸线保有率低、人为干扰强度大是造成淮河干流岸边带生态健康状况较差的主要原因.     

饮用水源地非点源风险遥感提取及定量评估

基于高空间分辨率卫星数据,以面向对象分类方法结合人工解译方法获得我国25个典型湖库型饮用水源地保护区的非点源风险空间分布,并基于水源地非点源风险指数(NPPRI)对非点源风险进行定量评价. 结果表明,我国典型水源地一级保护区与二级保护区内居民点、开采用地、农田类用地等非点源风险普遍存在,部分水源地还存在水产养殖、旅游用地、畜禽养殖等风险源. 在监测的25个水源地中,水源地非点源风险隐患为高、较高、偏高、中度、低的比例分别为12%、4%、44%、20%、20%,风险隐患中度及以下的为40%,偏高及以上的为60%,说明水源地中非点源风险隐患总体明显. 另一方面,25个水源地中,非点源风险指数最大为42.0,最小为0.8,表明全国水源地非点源风险现状差异较大,需引起重视. 水源地非点源风险的大小与保护区面积没有正相关关系,各水源地非点源风险程度在全国的空间分布没有明显的空间分布格局,而主要和水源地与城市距离、当地相关部门对水源地重视程度、配套的管理措施及历史状况等因素相关.      

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。     

温升包络线在核电站温排水监测中的应用

采用核电站温排水遥感监测影像叠加合并方法提取温升包络线,监测核电站附近海域海表温升数据,确定核电温排水的影响范围,对海面温升面积进行计算,判断核电站温排水是否符合我国相关海洋空间管理标准。以某核电站实例表明,通过遥感监测获得的温升包络线在核电站温排水监测中具有应用价值。     

基于DPeRS模型的淮河流域氮磷面源污染评估

采用DPeRS模型对淮河流域氮、磷面源污染空间特征进行遥感像元尺度解析,并对"十三五"《重点流域水污染防治规划》中划定的淮河流域235个控制单元进行面源污染优先控制单元分析。结果表明,淮河流域2016年TN和TP面源污染排放量分别为44. 99和2. 44万t,入河量分别为27. 72和1. 27万t;空间分布上,淮河流域的东部和南部氮、磷污染程度较为显著,北部污染程度较轻;农田径流型是淮河流域最主要的氮、磷面源污染源,均占到总污染量90%以上,是该流域氮、磷面源污染防治优先控制的污染源,对于TN指标次要影响类型为城镇地表径流,对于TP指标次要影响类型为畜禽养殖;筛选出淮河流域TN和TP面源污染优先控制单元分别为164和185个,面积占比分别为75. 3%和85. 0%。     

生态环境立体遥感监测"十四五"发展思路

结合当前生态环境保护总体形势和生态环境监测管理实际需求,讨论生态环境立体遥感监测"十四五"发展思路,提出构建天-空-地一体的生态环境立体遥感监测网络,建立生态环境立体遥感监测业务体系和指标体系,实施三大生态环境立体遥感监测重大工程,更好地指导当前和今后一个时期的生态环境立体遥感监测工作开展。     

饮用水源地生态环境现场监察技术研究

准确快速地确定生态监察目标,以信息化的手段辅助现场执法以提高现场环境执法效能,是饮用水源地生态环境监察的关键.基于高空间分辨率卫星数据,在构建饮用水源地生态环境监察分类体系的基础上,实现了利用卫星数据提取水源保护区的风险源信息,并对水源地所有风险源实现空间定位和准确统计.基于卫星数据和平板电脑,结合遥感技术、地理信息技术和定位技术,开发了水源地保护区现场执法系统,实现了现场数据的快速采集和“图属”一体化的业务集成,该系统可为水源地生态环境现场监察提供有利的技术手段.     

卫星遥感环境业务化监测应用平台建设

从中国的卫星遥感技术现状出发,提出了中国的环境遥感应用不能只停留在研究水平,应根据我国环境监测的实际需要,与地面环境监测相结合,建立一套卫星遥感环境业务化监测应用平台,使遥感技术进入环境保护领域的实用化阶段。文章指出卫星遥感环境业务化监测应用平台建设主要包括卫星遥感环境业务化监测指标与监测、运行技术规范体系的建立、卫星遥感环境监测目标的确定、卫星遥感环境业务化监测目标的波谱数据库的建立、卫星遥感环境业务监测应用平台的业务内容、关键技术研究等内容,深化了我国的卫星遥感在环境领域中的应用,具有很高的实用价值。