基于HJ-1卫星的丹江口库区水质遥感监测研究

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,其水质安全将直接影响到调水工程的成败。利用不同水质具有不同光谱特征的特点,采用遥感技术对水域水质进行大范围、准确、快速监测。根据丹江口库区2011年3月、7月、2013年3月、9月4景HJ1A/B卫星遥感影像,结合同步的地面实测水质数据,采用经验反演模型对丹江口水库叶绿素a浓度、水体悬浮物浓度和水体透明度进行了定量遥感反演研究。结果显示,由于2011年受到长江中下游区域重大旱情影响,汉江入库流量较小,造成丹江口水域面积减少;同年相比,水体叶绿素a浓度枯水期比丰水期高;2013年相比2011年水体叶绿素a浓度略有上升;丹库、汉库入库口的水体悬浮物浓度要高于其他区域,主要由于入库口的水流量较大,水体扰动较强。入库口区域较高的悬浮物浓度造成水体透明度要低于其他区域,丹库水域面积大,有利于悬浮物沉积,因此丹库水体透明度高于汉库。     

无人机技术在水质监测中的应用研究

水质监测是水质监控和水环境治理的重要技术手段.无人机因具有机动性强,无线可操作性高等优点,而成为河流流域取样和水质监测的新兴技术手段,在水质监测中有着极大的应用潜力.综述了无人机技术在水质监测中的应用研究现状,分析了基于无人机技术的水质监测技术的瓶颈问题、总结了无人机水质监测技术的研究热点和主要研究方向,并最后建议其需...     

湖泊水质参数遥感监测研究进展

湖泊是水圈的重要组成,也是重要的淡水资源之一.湖泊的水环境日益遭到污染,监测湖泊水质动态变化对生态环境保护具有重要意义.遥感技术为湖泊水质监测提供技术支持,克服了人工采样成本低和时效性差的特点,在湖泊水质监测中得到了广泛的应用.通过遥感可以监测的指标包括悬浮物、叶绿素a、有色可溶有机物、溶解氧和透明度等.虽然遥感为湖泊水质监测打开新思路,但是仍然存在问题：(1)遥感接受到的信号受到大气的影响,而大气校正算法不够成熟,需要更精确的大气校正来控制大气影响,消除大气和光照等对水体反射的影响;(2)受季节和空间制约,不同湖泊表面光学特性存在差异以及水中生物光学特性的差异性,利用有限实测数据建立的模型缺乏可移植性;(3)水生植物和外力作用(风力、鱼群等)的干扰,造成实测和模型估测之间的误差,而且数据的同步性难以保证,导致模型可靠性下降;(4)实测数据和遥感数据的时空尺度不匹配,难以捕捉动态精细的水质变化.因此,未来结合多源数据以及其他水文模型,深入研究水体中各组分的光学特性,优化反演算法,发展对实测数据依赖程度低的反演算法,构建可迁移的反演模型,打破模型地域局限,推动湖泊水体污染监测预警业务化发...     

基于无人机遥感与机器学习的岸滩大型塑料垃圾监测方法

鉴于现场人工调查手段对海滩垃圾的监测具有成本高、耗时长等特点,近年来无人机遥感技术在海洋垃圾监测中的应用受到广泛关注。为评估无人机遥感及机器学习技术在海洋垃圾信息收集与分析中的有效性,首先,本研究将无人机遥感图像的目视解译结果与实地调查进行对比,结果表明,目视解译对垃圾的总体识别率达68.1%～75.1%,对各类塑料垃圾的识别率达38.9%～94.3%,说明无人机图像解译垃圾具有较强的可行性;其次,在目视解译无人机图像的基础上,引入机器学习技术自动解译图像,该技术对各类塑料垃圾的识别准确率达77.9%～81.5%,回收率达45.6%～60.6%;最后,本研究将无人机遥感与机器学习技术运用于崇明岛岸滩的实地调查中,成功地实现了样区塑料瓶、塑料渔网、塑料浮球、塑料泡沫和浮木等多类垃圾通量和组成的快速统计与空间分布分析,并揭示了台风前、后岸滩垃圾的变化特征。本研究发展并验证了基于无人机遥感与机器学习图像解译的岸滩塑料垃圾监测技术,实现了垃圾数据的半自动化采集、识别与统计的完整监测过程,提升了监测效率。本研究发展的机器学习模型可解决海量、复杂无人机影像中垃圾的定位与识别需求,一定程度上实现了智...     

辽宁省首次采用无人机遥感系统对辽河治理现状遥感监测

2011年12月,辽宁省首次采用无人机遥感系统对辽河流域进行辽河治理现状航拍和遥感监测,目前已经拿到首批航拍影像和监测数据。这些影像将被制作成分辨率为0．1米的实景图像数据进行技术评估,以便及时掌握辽河治理重点区域的动态变化情况。据了解,将无人机应用于环保领域,辽宁在全国还是头一份。     

城市河道无人机高光谱水质监测与应用

高光谱成像技术具有大范围、快速、动态监测等优势,提供了一种客观监测大面积水体污染状况的方法,是水环境监测体系发展的趋势。文章以广东省鹤山市沙坪河为研究区域,通过无人机高光谱成像遥感数据对城市河网的Chl-a、COD、TN、TP、NH_4~+-N等水质参数进行了定量反演研究,研究结果显示,沙坪河原始光谱主要表现为4种不同的光谱曲线特征,对于沙坪河河道而言,导数光谱具有更高的估算精度。选择拟合效果较好的一阶导数对应的线性拟合模型(R~2介于0.85～0.96之间)为沙坪河水质指标定量反演模型,拟合效果次序依次为TNNH_4~+-NChl-aCODTP。各指标的反演误差绝对值介于1.01%～35.81%之间,认为一阶导数对应的线性拟合模型具有较好的反演精度。通过高光谱水质监测仪测量的区域性结果,可快速获取城市河道水质分布情况,对城市水体环境治理具有重要意义。     

内陆水体水质监测与评价中的遥感应用

本文综述了水质监测与评价中遥感应用研究的发展与现状。主要讨论了水质遥感监测的原理，遥感手段，常用方法和向种具有水质参数的遥感研究方法与进展，最后提出了此领域的发展方向展望。     

基于非点源污染的水质监测方案研究

为了促进非点源污染监测的规范化和标准化,本研究归纳总结了基于常规技术条件下的非点源污染监测方案.该监测方案首先强调了监测前期的准备工作,包括监测区域的概况调查和指标筛选等;在监测方案的制定过程中将监测区域分为城区、农业和流域三类,城区以西安为例,通过功能区的划分设置采样点,总结了次降雨过程中采样的频率和方法等;农业以某灌区为例,通过单元划分,在各引水渠与排水渠设置采样点,并介绍了灌溉过程中的采样的次数、时间间隔等;流域以渭河关中段为例,提出了各采样断面的设置原则,分析了降雨过程中各断面的采样规律.最后讨论了不同区域非点源污染监测的主要特征,提出非点源污染监测方案是非点源污染研究和控制的基础.     

基于Labview的火力发电厂循环水水质监测研究

本文基于图像技术的比色成分分析方法,以LabVIEW软件设计了虚拟水质滴定仪。通过实时采集滴定分析的溶液图像颜色变化判断滴定终点,计算待测物质的浓度,具有设备简单、灵敏度高的特点,对有色溶液分析和提高火力发电厂循环水水质监测水平有重要意义。     

深圳近岸海域水质遥感监测及时空变化

近年来,近岸海域富营养化与赤潮暴发问题日益突显,对粤港澳大湾区核心城市深圳的可持续发展构成重要挑战。为有效解决这一问题,了解深圳近岸海域水质和赤潮暴发事件的时空动态变化至关重要。利用MODIS卫星传感器数据,建立了水质遥感反演和赤潮自动化提取模型,首次揭示了深圳海域水质关键参数与赤潮暴发的时空格局,并分析了主要驱动因素。研究结果显示,深圳市辖海域赤潮年均影响范围为300.50 km²,年均暴发频次为2.38次。2015—2022年,赤潮暴发覆盖面积每年增长约为6.7%。珠江口和深圳湾海域的悬浮泥沙浓度和叶绿素a浓度高于大鹏湾和大亚湾,并呈增长趋势。尽管珠江口东部海域富营养化程度高,赤潮暴发频次却较低,主要受河口悬浮泥沙的影响。而水质较好的大鹏湾和大亚湾赤潮暴发频次较高,且呈逐年上升趋势,这可能与氮磷比的变化有关。南澳、葵涌与坝光海域的氮磷比含量需重点关注,并对其陆域片区的面源污染源进行综合评估,研究结果可为稳步推进深圳及其周边海域环境治理修复和考核管理提供重要基准信息。     

水质遥感研究进展

本文简述了遥感技术在水质监测中的意义,总结了可用于遥感监测的水质指标,同时对清澈水体、一类水体、二类水体及污染水体的光谱特征分别给予了介绍。着重讨论了水质遥感的基本方法,并在此基础上从营养盐、有机污染物和营养状态指数三项水质指标出发,对其研究现状进行了阐述,最后进一步提出了水质遥感领域中存在的主要问题,并展望了其未来的发展方向。     

基于Matlab的水质监测断面优化设置研究

采用MATLAB统计工具箱中系统聚类分析法编程进行了京杭运河（常州市区段）水质监测断面的优化设置。分类结果直观，优化计算过程体现了MATLAB监测断面聚类分析程序简便、快速、可视化的优点，此程序可应用于大气、土壤、噪声环境监测站位的优化设置中，也可作为环境管理信息系统的一个子系统，具有良好的推广价值。     

基于遥感的呼伦湖水体动态监测研究

湖泊是地球重要的淡水资源,其时空动态监测对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。呼伦湖是内蒙古第一大湖,在草原生态环境保护中举足轻重。该研究选用1975-2011年间的14景Landsat遥感影像和Aster GDEM高程数据,应用水体指数,在精确提取湖泊边界的基础上,尝试估算了呼伦湖的平均水深和蓄水量,探讨了呼伦湖面积、平均水深、水量的动态变化规律及其相关关系;并结合降水、蒸发等气候数据,揭示了呼伦湖水体变化的原因。结果表明:呼伦湖水体发生了明显的萎缩,尤其进入21世纪,萎缩速度明显加快;其水域面积、平均水深和蓄水量都表现出明显的涨落周期;蓄水量与水域面积、平均水深之间均存在较显著的正相关关系,为呼伦湖遥感动态监测和预测提供了一个简单有效的方法。     

基于遥感的白洋淀长时间序列水面监测研究

白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊,其对于华北地区的生态环境都具有重要的调节的作用.利用遥感手段进行白洋淀水面面积变化监测,可为生态环境分析和白洋淀的开发利用保护提供科学依据,通过2003-2020年的遥感影像,结合归一化水体指数、高斯归一化水体指数以及人工校正等方法,精确提取出白洋淀地区的十余年来的水面面积变化趋势,通过...     

基于透明度的东中国海水质状况遥感评价

水体水质状况对海洋生态环境保护和可持续发展具有重要意义。本文针对东中国海海域,从水体透明度(Z_sd)视角,基于长时序MODIS光学卫星遥感资料,构建了一种评价水体状况的新方法。该方法利用透明度及其变化趋势将水质状况进行分类,将水体分为高值且上升趋势(high and increasing,HI)、高值且无趋势(high and no change trend, HN)、高值且下降趋势(high and decreasing, HD)、低值且上升趋势(low and increasing, LI)、低值且无趋势(low and no change trend, LN)、低值且下降趋势(low and decreasing, LD)6种类型,以此对东中国海的水质状况及其影响因素进行分析。结果显示：近20年来东中国海近岸水体大部分区域呈现LN类型,但江苏近岸(连云港附近)水体呈现LD类型;外海海域大部分水体呈现HN类型,但南黄海南部和东海陆架区的部分区域水体呈现HD类型。外海和近岸海域的水体状况分别主要由悬浮颗粒物中的浮游植物和悬浮泥沙主导,但在浙江—福建近岸,其水体状...     

水质模型研究发展综述

污染物在水体中的分布受物理、化学、生态等过程的影响,其物理过程通过水质模型控制方程中的对流扩散项来考虑,化学及生态过程通过控制方程中的源汇项来考虑。根据化学、生态作用的细化过程,将水质模型的发展分为3个阶段:第1阶段为考虑氧平衡阶段,第2阶段为考虑生态作用阶段,第3阶段为加入泥沙吸附作用阶段。文中总结了各个阶段的主要研究内容,并简单叙述了各个阶段具有代表性的水质模型,最后展望水质模型的进一步发展方向。     

基于遥感的海洋溢油监测方法

石油及其产品大量进入海洋将对生态和经济产生严重危害。现代遥感技术可实时获取溢油相关信息,在溢油应急响应中扮演着重要的角色。文章以遥感平台及手段为切入点,介绍和分析遥感溢油监测现状,在遥感溢油监测向着多平台、多传感器、多源数据综合观测的方向发展的前提下,除依靠传统遥感(可见光/近红外,微波)外,需加强紫外遥感溢油监测研究,并注重高光谱和偏振溢油遥感。     

黄河水质监测的分析方法研究

随着对黄河水的治理工作的逐渐深入,关于黄河水质的监测事业都取得了快速的发展并有着不小的进步,当然仍然存在着一些问题,比如监测的条件较为单一且技术落后、监测的断面也不够多、资料信息缺乏等.随着时代的发展,现有的一些关于水质监测的方法已经不能满足监测的要求,所以本文对于黄河水质监测的分析方法做了一定得研究,希望对于水质监测方面有一定的帮助.     

基于遥感和地统计分析的滑坡监测研究评述

在滑坡监测过程中,常规技术方法往往会受到气候与地形的限制,且连续观测能力较差,实施困难较大.而遥感技术可以克服观测条件的限制,并可针对滑坡不同阶段实行监测.此外,地统计分析方法可充分利用遥感数据本身具有的空间相关性,可以提高影像信息提取的准确性.因此,遥感与地统计方法集成用于滑坡监测具有广阔的应用前景.     

基于无人机平台的黑炭垂直变化监测

目的获取对流层内黑炭的垂直分布规律和输送来源。方法在2014年夏天和2015年冬天,通过无人机平台搭载便携式设备来监测临安市高空1000 m内黑炭的垂直变化情况。经过2天的试验,总共成功采集了8次试验数据,为了减少统计误差,取300～1000 m内每隔100 m高度层所测得数据的平均值进行分析。结果地面试验结果表明,上午冬季黑炭的质量浓度几乎是夏季的3倍,但是下午冬季黑炭的质量浓度却略低于夏季。无人机试验结果表明,总体上,日变化情况中,夏季黑炭质量浓度逐渐增加,而冬季黑炭质量浓度逐渐减少。不管是夏季还是冬季,上午黑炭的质量浓度随着高度增加而下降,且降幅较大,冬季上午黑炭的质量浓度要远高于夏季上午,但下午黑炭的质量浓度相似。48h后向轨迹结果表明,夏季300m和1000 m处气团来源于上海,且输送轨迹都在长三角区域,输送距离在200 km以内;冬季300 m和1000 m处气团来源于北方地区,且输送距离都在1000 km以上。结论通过个例分析,结果表明,冬季早晨黑炭的质量浓度较高,夏季污染物主要来源于近距离输送,但是冬季污染物主要来源于远距离输送。