卫星遥感技术用于水体热污染监测的方法研究

本文通过热红外和微波遥感监测,研究水体热污染的监测方法.根据卫星遥感的原理及卫星影像解译方法提出质量控制步骤,从而提供实用的水体热污染监测分析方法.     

环境一号卫星影像中水体信息提取方法研究

从卫星遥感影像中快速、准确地提取水体信息已经成为水资源调查、水资源宏观监测、城市绿化度调查及湿地保护的重要手段。针对HJ—1A/B(中国环境一号卫星)影像与Landsat ETM(美国陆地探测卫星)影像的相似性,利用水体特有的光谱特性,采用多种水体提取方法对HJ—1A/B影像中水体信息进行了快速提取,并比较了两种影像水体提取结果。总结了在环境一号卫星影像中进行水体提取的精度影响因子。分析了传感器、分辨率、水体提取模型对水体提取的影响。     

基于卫星遥感的水体信息提取研究进展与展望

水体时空分布特征对于水资源监测与应用具有重要意义,而包括水体分布在内的地物覆盖类型分类和变化分析是遥感技术最常见的应用。对大区域的水体参数提取,尤其是高山无人区的水体的定量分析,利用卫星遥感数据进行水体位置、面积、形状和河宽等水体参数提取,不仅节省人力、保障安全,还提高了工作效率,已经成为一种快速获取水体参数的有效方法和手段。该文从4个方面对卫星遥感在水体信息提取上的应用现状进行综述:水体在电磁波波谱各波谱段的反射特性; 1980年以来国内外基于雷达和光学遥感数据提取水体信息的研究状况和具体应用方向;各种水体信息提取方法的工作原理和优缺点;应用卫星遥感技术提取水体信息面临的挑战和尚待解决的关键问题,利用遥感技术提取水体遥感信息的发展趋势展望。     

海洋大气和环境卫星遥感技术进展

 分别从海雾、海上强对流、海洋环境监测角度,介绍了卫星遥感监测能力、方法和相关产品的最新进展。卫星监测能力上,发展方向主要为高低轨、主被动协同观测;数据提取和产品反演方面,遥感反演算法趋于多样化且逐渐稳定成熟。基于卫星遥感对高层大气（以强对流为代表）、边界层大气（以海雾为代表）以及海洋环境（以海洋藻类、水体组分参数为代表）的评估,已经从科学研究过渡到业务监测,进一步提升了对海洋大气和生态环境的监测能力。     

珠江口水域水污染遥感定量分析

卫星遥感技术在水污染监测方面具有广阔的应用前景。在经大气校正后 ,可见光波段卫星遥感数据的水体象元主要受水中污染物、泥沙及叶绿素等的影响。研究污染水体反射光谱成像的物理过程 ,在水深较大(>2m)的假设下 ,建立了叶绿不敏感波段遥感数据象元反射率与污染物浓度的函数关系 ,并用多波段数据进行求解。然后采用 2 0 0 2年TM卫星数据 ,用该方法对珠江口海域的综合汛浓度进行了定量提取并用实测数据加以验证。结果显示 ,珠江口水域重污染区主要分布在伶仃洋东北部 ,香港维多利亚港和深圳湾。     

基于Sentinel-2的陆浑水库水质反演与富营养化评价

黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略之一，为了快速准确地监测黄河流域湖库富营养化的空间分布，提升当地相关部门管理水平，以河南省黄河流域陆浑水库为研究对象，利用高分辨率Sentinel-2A卫星影像，结合同期的地面实测数据，构建了富营养化评价模型.研究表明，模型拟合优度达到0.922 7，反演得到陆浑水库的水质参数及富营养化空间分布图，其中，水库84.64%的水体呈中营养状态，贫营养及轻度、中度、重度富营养水体分别达到总体的0.03%、10.50%、3.44%、1.40%，结果显示，基于高分辨率多光谱遥感卫星影像的监测方法能精确地展现内陆水体富营养化的时空分布特征.     

基于GF-1卫星遥感影像提取水体的方法比较

选用GF-1卫星遥感影像为主要数据,以南水北调京石段主要水源地之一岗南水库为研究区域,依据GF-1卫星影像各个波段地物的光谱特征信息,采用单波段阈值法、谱间关系法、水体指数法提取水体信息。同时提出一种基于主成分分析的综合方法提取研究区域水体信息。对4种水体提取方法进行比较分析,实验证明主成分分析综合方法可以提取完整准确的水体边界,并且抑制了95%以上的非水体信息,明显改善了水体信息提取精度。     

基于HJ-1卫星CCD数据的长江中游武汉河段悬浮物浓度反演

环境一号(HJ-1)卫星是我国自发研制的专门用于环境和灾害监测的光学卫星.其数据获取周期短、空间分辨率高,能及时、连续、准确地监测悬浮物浓度时空变化,在内陆二类水体遥感监测方面具有良好的应用前景.该文以长江中游武汉河段为研究区,利用HJ-1卫星CCD数据第1、3波段建立了具有较高精度的悬浮物浓度反演模型,并对2008年11月14日武汉河段悬浮物浓度进行了反演,得到其空间分布图.结果表明,该模型的悬浮物浓度反演均方根误差(RMSE)为8.84mg/L,平均绝对百分比误差(MAPE)为13.6%.从空间分布来看,在武汉附近,长江干流悬浮物浓度高于支流汉江,江心洲滩附近水体悬浮物浓度偏高.     

中巴资源一号卫星水体信息提取方法研究

选取中巴资源一号卫星(CBERS-1)CCD数据南京幅典型地区作为研究区,其范围为1 262×1 295像元区域.通过分析不同水体在不同波段的光谱特征,及山区阴影对水体提取的影响,提出了一种新的水体遥感信息提取方法一迭代混合分析方法,适合于亮度值偏低的中巴资源一号卫星数据.利用该方法进行了水体信息提取实验,实验效果良好.因此,通过水体信息提取,中巴资源一号卫星数据可为洪涝灾害评估预测提供基础数据.     

城市热污染及其防治途径的研究

城市热环境导致的热污染已成为影响人们生活质量和身体健康的一个重要因素。改善热环境,防治热污染已经成为城市规划、建设面临的重要课题,引起人们的普遍关注。文章根据生态学原理,通过对热污染成因的分析,探讨改善城市热环境、防治热污染的途径和方法。以期为城市规划、建设,提高人居生活质量,保障身体健康,实现可持续发展提供依据。     

淀山湖微量水质参数卫星高光谱遥感估算

水质参数总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数、pH等是表征湖泊水质的重要指标,利用遥感技术可对其进行大范围定量监测,掌握水质参数的实时变化动态.以淀山湖为研究对象,利用HJ-1A卫星HSI高光谱遥感数据,分析了这些水质指标与单波段反射率、不同波段之间反射率的比值以及不同波段之间反射率的差值之间的相关关系,给出最佳波段组合.建立了9个水质参数与水体光谱反射率之间的估算模型,并对淀山湖水体的9项主要水质参数进行估算,可为基于HJ-1A卫星的水环境业务化监测提供借鉴.     

GF-1遥感影像结合等高线消除云层干扰的连续水体重建法

为了解决遥感影像水体提取时易受到云干扰的问题,针对连续水体局部受云层干扰的影像图,采用高精度地形信息与高分一号卫星(GF-1)遥感影像两种数据相结合的方法重建水体。分别对高分一号卫星影像数据和高精度等高线地形数据进行预处理后,对缓冲区多次迭代提取未受云层覆盖的部分水体,通过对两种数据的地理配准、数学统计计算等图像运算确定水体还原水位值,从而还原云层影响下的水面面积。结果表明:该方法可以有效消除云层的影响,7幅受云层干扰影像提取水体还原后的水体面积平均相对误差在5%以内,与参考值相比,水体面积平均差值为0.0809km2。该方法较准确地还原了云层干扰下的水体面积,可广泛应用于受云层干扰影像的水体提取。     

基于Sentinel-1的一次暴雨过程洪泛范围监测

在多云多雨地区,及时监测大暴雨之后洪泛水淹范围对减灾救灾、灾害评估有着极为重要的作用。雷达卫星遥感弥补了光学卫星遥感受云雨天气影响而不能及时监测地表信息的缺点。以2018年7月5-7日大暴雨过程为例,应用哨兵1号(Sentinel-1)星载合成孔径雷达数据,采用2018年6月25日暴雨过程前的监测结果为本底水体,选用双峰阈值分割法提取江西抚州东乡区、临川区及金溪县3县区2期影像水体信息,通过RGB波段组合方法对比分析,快速确定大暴雨后的洪泛区域。利用GIS软件分析洪泛区域,获取分县水淹面积空间分布范围信息,实现了快速监测大暴雨后的洪泛水淹区域。研究结果表明哨兵1号用于快速洪泛灾情评估是有效的,可为政府和相关部门及时、精确地掌握洪灾信息,科学安排防灾救灾提供了决策依据。将监测结果与实际灾情调查数据进行了对比分析,遥感监测结果与实况的分布范围较为一致,但是在农田受灾面积的统计上有较大差异,需进一步完善遥感解译指标,提高洪泛区与正常水田的区分能力,提高监测精度。     

高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用

高分系列是国家高分辨率对地观测系统重大专项首批研制的卫星,标志着中国民用遥感卫星进入亚米级“高分时代”。为更好地拓展高分卫星数据在生态环境监测中的应用,笔者利用太湖北部地区GF-1和GF-2多光谱遥感影像,分析了高分影像的基本特征及其在生态环境监测中的应用情况。研究发现:①经大气校正后,同时间的GF-1和GF-2在多光谱影像的基本特征、主成分变换和相关性分析结果上具有较好的一致性,可用于联合观测,将对生态环境变化的监测产生积极的作用; ②通过对比分析原始波段、NDVI、NDWI、PCA等特征信息,GF系列卫星对观测区域的林地、水体和建设用地等特征地物具有较好的敏感性,但较低的光谱分辨率影响了其在蓝藻水华和陆域植被的精细化监测能力。     

2006年春夏旱涝前后苏北大型湖泊水域EOS/MODIS遥感监测

2006年入春以来,江苏省苏北地区降水量普遍偏少,出现一定程度的干旱;而进入梅汛期后多阵雨,局部暴雨,部分地区形成内涝。本文处理了2006年春夏季多景EOS/MODIS卫星遥感影像数据,对苏北地区主要湖泊水域-骆马湖、洪泽湖、高邮湖(含邵伯湖)在2006年春夏季旱涝前后进行了卫星遥感动态监测,生成三通道合成彩色图像,提取湖泊及其周边水域的水体边界,计算水体面积。通过以上工作从宏观上了解苏北大型湖泊水体的动态变化及原因,并为有关部门指挥防洪抗旱提供准确的决策依据,最后从气象、环境、水文等因素对湖泊的水体面积增减等多方面变化进行了分析。     

应用水色卫星对海水油及COD的遥感探测

应用水色卫星（ＳｅａＷｉＦＳ,１９９７年由美国发射）近海监测海水ＣＯＤ及油污染状况及其分布,在广东珠江口、大亚湾等近海海域,进行了水体波谱测试与分析,建立了与水色卫星相应波段的ＣＯＤ及油的质量浓度信息提取模型,并用此模型处理了１９９８年６月３０日过境的水色卫星图像,得到了珠江口、大亚湾近岸水域ＣＯＤ及油分布的专题图     

卫星林火监测系统在森林防火中的应用

卫星林火监测已成为森林火灾监测的重要方法,随着技术的完善和服务的升级,在很多省(区、市)卫星林火监测已经成为发现火情的重要手段,在近年森林火灾的监测中发挥着重要作用。目前用于卫星林火监测的卫星为我国风云系列(FY1C、FY1D)和美国NOAA系列(NOAA-12、NOAA-16)系列极轨气     

环境中的热污染及其危害

自然因素和人类活动中的热排放导致环境温度异常升高的现象,称为热污染。目前,人类活动造成的热污染,在大城市里尤为明显。城市热岛效应的加剧与人类活动排放的热量过多,有至关重要的关系。热污染改变了温度环境固有的热力学平衡状态,对人类和动植物、对环境、对气候,都可能造成危害。认识热污染的危害,预防和控制热污染,维护环境中的温度稳定,对于保护人类和动植物的生存安全具有十分重要的意义。     

云南泸沽湖水体信息提取方法研究

运用Landsat 8卫星OLI多光谱影像数据,以云南泸沽湖为研究区域,分别运用归一化差异水体指数法、增强型水体指数法、缨帽变换以及面向对象图像分类进行泸沽湖水体信息提取的研究与比较.研究结果表明针对Landsat 8遥感影像波段的特殊性,采用面向对象图像分类提取出的水体信息效果最好,该方法相比传统水体信息提取具有显著的优势.     

城市热污染灰色关联分析评价

基于城市生态系统灰色性,运用灰色系统理论与方法分析、评价城市大气环境热污染,分析结果与实际情况较相符,分析结论反馈于城市社会、经济、环境建设,具有一定指导意义,也是城市大气环境热污染环评的有益尝试。