高光谱遥感在土壤重金属污染监测中的应用

综述了高光谱遥感直接监测土壤重金属污染及利用植被重金属胁迫光谱数据间接监测重金属污染区域的各种方法,分析了反演模型存在的问题,提出了引入人工智能技术、高维矩阵和数据挖掘算法,以及寻求更好的数据同化模型等提高反演精度的后续研究方向。     

巢湖富营养化遥感监测

以巢湖为研究区,通过对蓝藻水华暴发程度与其光谱反射率之间关系的研究,确定MOD IS遥感影像识别水华暴发级别的阈值,对4类不同暴发程度蓝藻水华光谱特征进行遥感识别;进而确立巢湖水体富营养化评价方法,建立巢湖富营养化遥感反演模型,为实时监控巢湖水质,预警蓝藻水华暴发提供技术支持。     

阅海湿地叶绿素a季节变化特征及其与环境因子的关系

2020年春、夏、秋、冬四季对阅海湿地进行水样采集并测定叶绿素a(Chl-a)等10种环境因子,采用相关分析、逐步回归分析和通径分析进行分析评价。结果表明：阅海湿地深水区与浅水区的Chl-a质量浓度季节差异较大,夏、秋季较高,春、冬季较低;空间上深水区高于浅水区。对深水区Chl-a质量浓度影响的环境因子依次为水温、I_Mn、DO,其中水温为正向直接作用,I_Mn、DO为负向直接作用;对浅水区Chl-a质量浓度影响的环境因子依次为TP、BOD₅,均为正向直接作用。TN对阅海湿地Chl-a质量浓度影响不大,控制水体含磷营养盐类物质及有机物的输入量是防止阅海湿地Chl-a质量浓度过高的主要措施。     

巢湖蓝藻水华遥感监测初探

以巢湖为研究区,从2008年4月到11月,对巢湖水体的24个点位进行了连续的水体光谱测量,通过对蓝藻水华爆发程度与其光谱反射率之间关系的研究,确定遥感识别水华爆发级别的阈值,对四类不同爆发程度蓝藻水华光谱特征进行遥感识别,绘制巢湖蓝藻水华特征等级图。     

南沙河水体重金属污染特征及潜在生态危险评价

通过测定南沙河水体中重金属的含量,探讨重金属的分布特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对沉积物中重金属污染程度和潜在生态危害进行了评价。结果表明,南沙河水体重金属的污染较轻,沉积物的重金属地累积指数分级在0～3之间,属于无污染至中度污染水平,各重金属的污染程度为Zn>As>Pb>Cu>Cr>Cd。沉积物重金属呈现由较轻到中等的生态风险,以Cd的生态风险为主。     

徽县铅锌冶炼区土壤中重金属的空间分布特征

采集甘肃省徽县铅锌冶炼区域土壤样品,分析该区域内重金属污染分布规律及污染特征。结果表明,表层土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的平均含量分别为214、3.12、25.8、79.5 mg/kg。研究区域内重金属的分布特征显示,污染浓度由冶炼厂中心向四周递减。纵向0~30 cm范围内重金属含量逐渐降低,大部分重金属污染物集中在土壤表层的0~20 cm区域,其中0~2 cm区域内含量较高,Pb和Cd的最高含量分别达到3 877、24.8 mg/kg,与国家土壤环境质量二级标准(p H 6.5~7.5)(GB 15618—1995)相比,分别超标13、82倍,属于重度污染。重金属元素的分布与土壤有机碳含量及p H相关。冶炼厂周围的重金属污染应引起有关部门的高度重视,严格控制污染源,尽快采取措施以防止污染范围进一步扩大。     

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。     

基于Landsat系列卫星分析1985—2015年东平湖叶绿素a浓度变化趋势

基于Landsat-5 TM数据和地面同步水质监测数据发现,近红外波段与红色波段比值与叶绿素a实测浓度存在较高相关性,并以此建立了提取水体表层叶绿素a浓度的遥感信息模型。经验证,该模型用于叶绿素a浓度反演的精度良好,平均相对误差为14.5%。将该模型应用于Landsat卫星系列数据,提取了东平湖1985-2015年每年度丰水期叶绿素a浓度信息,得到共31幅东平湖叶绿素a浓度分布图,并对其进行了时空分析。结果表明：1985-2015年,东平湖叶绿素a平均浓度范围为32.4~81.4 μg/L,空间分布上一般表现为湖周边浅水区高于湖中心深水区,且空间差异变化明显;时间序列上,东平湖叶绿素a浓度表现出一定的波动性,在1987、1988、1992年出现较高值,总体看来,在95%置信水平上秩相关系数为-0.592,浓度呈下降趋势。     

基于HRS和GIS的城市污染场地动态监测原理分析

选择有代表性的城市场地,运用网格法土壤采样,并通过实验室化学分析得出土壤的重金属等污染物质含量,运用地物光谱仪在实验室设定条件下测定土壤反射光谱,应用偏最小二乘法（PLS）建立高光谱遥感（HRS）影像定量反演模型,预测场地土壤中各种污染物的含量,并在遥感影像中直观表示。结果表明,HRS技术能提供大量、连续性的光谱信息;PLS模型为大尺度城市场地污染快速评价与监测提供了可能性;并通过结合G IS技术可实现城市污染场地的动态监测,为城市公共管理提供决策支持。     

望虞河西岸河网区沉积物营养盐和重金属污染时空分布特征

以无锡市望虞河西岸河网区为研究区域,于2018年12月—2019年9月分冬、春、夏、秋4个季节采集了上覆水和沉积物样本,研究氮磷营养因子在沉积物-上覆水界面的释放规律,探究主要水质指标、沉积物氮磷和重金属含量的时空分布特征。结果表明:研究区域内的水质状况不佳,主要是氮含量超标,污染严重的点位集中在人类活动较为密集的市区和工业区;受上覆水氮磷浓度、溶解氧浓度等变化的影响,沉积物营养盐含量季节变化明显,污染状况较为严重,75%的点位属于中度和重度污染;沉积物重金属含量季节变化不显著,部分重金属的空间分布特征相似,污染程度排序为Zn>Cd>Cu>Pb>Ni>Cr>As。     

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感大数据分析南京市1984—2015年大气能见度变化趋势

对南京市1984—2015年Landsat 4／5／7／8卫星TM／ETM＋／OLI传感器获取的遥感数据,利用ENVI遥感软件的FLAASH大气校正模块,进行了区域大气能见度（ VIS）遥感反演。结果表明,时间跨度达30余年的Landsat卫星遥感数据影像序列反演的VIS呈明显的下降趋势,20世纪80年代数值较高,“差”能见度（＜10 km）的观测率不到6％,21世纪以来VIS下降明显,“差”能见度的观测率为20％～25％。与2010—2015年南京市PM10、PM2．5监测数据进行了对比,在城市空气清洁及污染较轻时,星地监测结果有较好的一致性,但中到重污染天气时FLAASH算法反演VIS偏高,侧重于代表离主城区距离远的偏远乡野山林地区的能见度状况。     

水环境遥感监测技术的应用研究进展

遥感技术在水环境监测方面得到了日益广泛的应用.文章综述了水环境遥感监测技术在水体富营养化、悬浮固体、油污染和热污染等四个方面的应用研究现状,并对今后的研究发展方向进行了展望.     

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。     

近岸海域水色异常遥感监测方法研究

水体颜色是判断水体质量的重要依据,利用遥感技术检测水色异常是进行水质评估和水体污染监测的重要技术手法。基于盐城市废黄河入海口处的GF1-WFV影像数据,利用遥感影像自身光谱特征来构建水色异常判断函数,对研究区域的水色异常进行快速提取和定位,并比较分析了基于单景影像特征和多景影像特征设置判断阈值的提取结果。研究结果表明：该方法完全基于遥感影像光谱特征,可有效提取出未知类型的水色异常信息;与基于单景影像设置的判断阈值相比,基于双景影像设置的判断阈值更合理、更适用,提取速度更快,提取范围更精确,Kappa系数为0.80;另外,采用合适窗口大小进行均值滤波处理能有效防止提取结果细碎和斑块化。     

Environmental Impact Assessment of the Mining and Concentration Activities in the Kola Peninsula, Russia by Multidate Remote Sensing

On the Kola Peninsula, the mining and concentration industry exerts anthropogenic impact on the environment. Tailing dumps cause airborne pollution through dusting, and waterborne pollution due to direct dumping and accidental releases. The objectives were: (1) to analyse multidate satellite imagesfor 1964–1996 to assess the environmental pollution from themining and concentration activity in the Kola in temporal perspective; (2) to evaluate remote sensing methods for integrated environmental impact assessment. The area of mining and industrial sites steadily expands and amounted to 94 km² in 1996. The polluted water surface amounted to at least 150 km² through dumping in 1978 and to 106 km² in1986 due to dusting. Thus, the impact from the mining and concentration activity should be reconsidered as more significant than it was officially anticipated. In the past the main mechanism of pollution wasdirect dumping into the lakes. Currently and in future, airborne pollution after dusting storms will dominate. The effective recultivation of the tailing dumps will be a long-term process. For effective assessment of impacts from the mining and concentration industry, remote sensing methods should be complemented by in-situ measurements, fieldwork, and mathematical modelling.     

河流物理生境遥感监测研究与应用分析

简述了国内外河流物理生境监测研究进展和应用。从水生态监测体系完整性和物理生境监测手段的优缺点等方面,研究了河流物理生境遥感监测的必要性;结合我国水生态环境管理形势,介绍了河流物理生境遥感监测的应用领域;以辽河干流盘锦段为例,进行了物理生境遥感监测评估的实例分析。