模糊回归在太湖悬浮物反演中的应用

模糊回归分析是一种能直接处理不确定性的分析方法,突破了传统的“观测值的不确定性就是随机性”这一基本假设本文将此方法应用于悬浮物的遥感定量反演问题中,在太湖水质的采样数据和Landsat7 ETM遥感图像的基础上,应用模糊回归分析方法,针对悬浮物与遥感反射率数据之间的相关关系,建立了二者之间的模糊回归方程,并将该方法的计算结果与统计学中的最小二乘回归分析结果进行比较．结果表明：模糊同归模型比最小二乘同归模型提供了更多的信息量,更具优越性;用模糊回归模型进行反演,可信度更高,且更具推广价值．     

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

河口近岸海域面积广阔,生物生产力高,受人类活动及陆源物质的影响较大,是自然因素和人为因素共同影响水体生态环境的典型区域.文章研究了珠江口近岸海域水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度的遥感定量反演方法,并在实验水域验证了现有遥感反演模型的适用性;结合实测数据和遥感影像数据,通过统计分析建立珠江口近岸水域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的反演模型;利用Landsat8遥感影像反演了珠江口近岸海域叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布情况,提取珠江口近岸水域面状水质信息;反演结果符合理论分析和实际情况,证明本研究建立的水质参数遥感反演模型及方法适用于珠江口近岸海域水质监测.     

用ASTER数据监测梅梁湖湖区蓝藻分布的方法

蓝藻暴发恶化了太湖水质，严重降低了太湖的使用功能．为克服常规水质监测的不足，实现对大范围水域的快速监测，为此基于2003年8月的ASTER数据，并结合实地采样数据分析太湖梅梁湖湖区的蓝藻分布状况，通过比较不同波段的灰阶显示图像、单波段密度分割、多波段的假彩色合成的显示效果，认为可见光／近红外波段(0．52～0．86μm)是提取蓝藻信息的最佳波段，并对蓝藻分布的形态特征和分布规律进行了初步分析。     

滇池不同空间分布水体的高光谱特征差异分析

滇池作为污染十分严重的高原湖泊之一,其水质监测工作备受关注.利用高光谱遥感监测水质,便于动态长期监测并能找出污染源及其空间分布差异.因此,文章基于珠海一号高光谱卫星数据,从空间尺度上,分别选取滇池内部不同区域的水体进行高光谱试验分析比较.试验结果认为:①研究区草海和外海水体在近红外波段内反射率差异最大,可用于2类水体的识别与提取,以及对水体内叶绿素含量进行初判断;②研究区入湖口和出湖口位置的水体光谱曲线在880～940 nm范围内变化异常,可用于2处水体的识别与提取,并推测因水体中悬浮物颗粒影响改变了变化趋势;③湖心和湖岸带水体在近红外波段内,反射率差值先增至最大再逐渐减小,可根据此光谱特征实现2个区域水体的识别与提取,并推测可能是由于水体内悬浮物体积浓度影响导致光谱差异.综上所述,近红外波段有很好的光谱响应特征,可以较好地反映并识别湖泊的不同空间分布差异.同时,对于水环境条件差异也可以进行更好地判断.     

武汉东湖叶绿素a和悬浮物浓度的高光谱遥感反演模型研究

本文以武汉东湖为实验区,以主要水质遥感监测指标叶绿素a和悬浮物为主要研究对象,利用水体光谱数据和同步观测的水质参数浓度数据,研究了东湖叶绿素a和悬浮物定量遥感反演特征波段与波段组合,在此基础上构建了经验模型。     

模糊聚类分析在太湖水质分区中的应用

根据太湖“零点行动”前后(1998～2002年)5年的水质监测数据，采用传递闭包法与改进的ISODATE相结合的方法对其水体环境单元进行模糊聚类分析，将太湖划分为程度不同的水质污染区(子水域).分析结果表明，实施“零点行动”虽使外源得到一定的控制，但太湖水质空间分布的格局短期内将不会发生显著变化，水质状况也不会马上得到改善.     

于桥水库富营养化的遥感定量分析

利用大比例尺低空遥感飞行所获得的多光谱图象和地面同步、准同步测量的各种数据,经过理论分析,公式推导,先得出于桥水库叶绿素浓度与水的双向反射率的复相关关系;并对所获取的120张多光谱图象进行几何校正、镶嵌等恢复处理,建立精确的水体双向反射率和图象光学密度的关系。依靠这些关系计算出于桥水库内浮游植物叶绿素α的含量。分析结果表明:利用遥感的宏观优势,配合必要的实地测量,可以较精确地对内陆水域的叶绿素分布进行数值估算,它是一种监测内湖水域营养状态极为有力的手段。     

水面光谱数据的核回归平滑去干扰分析

水面光谱是利用遥感反演水体水质参数的数据基础,去除光谱中的噪声干扰,提高光谱的信号干扰比有助于改进水质参数的遥感反演的精度.本文选择叶绿素a浓度相同而悬浮泥沙浓度差异较大的两个水面光谱为代表,分析了核回归平滑方法对干扰的去除效果.假定干扰类型为4类,分别是正态分布、瑞利分布、指数分布和泊松分布,设定的干扰强度分为4级.利用蒙特卡洛模拟方法,通过500轮次的模拟计算了核回归平滑前后水面光谱的信号干扰比,并与多项式平滑、移动平均、局部回归和鲁棒性的局部回归平滑方法进行了比较.结果表明,不论干扰强度高或低,核回归平滑后的光谱均具有最高的信号干扰比.在四类干扰中,核回归平滑对于正态分布的干扰去除效果较好.与常用的多项式平滑方法相比,核回归平滑方法比较完整地保留了水面光谱中的峰谷位置信息,是一种值得推荐的提高水面光谱信号干扰比的方法.     

基于GF-2影像的苏州市区水质遥感监测

城市水体水质遥感监测是治理城市水体水质遥感监测是治理城市水环境污染的重要基础,也是城市生态系统建设的重要组成部分。本文基于GF-2影像,建立城市水体水质参数反演模型,对2015年-2017年苏州市区水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度、透明度三种水质参数进行遥感监测,分析了苏州市城市水体水质参数的时空变化特征并且对苏州市水环境进行了评价。结果表明,苏州市区水体叶绿素a浓度整体偏高,但平均水平逐年降低。各个市辖区城市河道平均叶绿素a浓度相差不大。大型河流湖泊中,虎丘湿地叶绿素a的平均含量在2015年-2017年间均处于最高水平。三年间市区城市河道的平均悬浮物浓度降低明显,悬浮物浓度较高的河道均主要集中在虎丘区。大型湖泊的悬浮物浓度不高,逐年降低明显。盛泽湖的平均悬浮物浓度最低,透明度最高。京杭运河的悬浮物浓度一直保持在最高水平,且变化不大,吴淞江汇入京杭运河部分水体悬浮物浓度偏高。2016年元河塘悬浮物浓度突然增高并在2017年有所降低,但仍高于2015年。透明度的分布变化趋势与悬浮物浓度相反,符合常规规律。苏州市区水质逐年改善,但仍水质情况仍不容乐观。京杭运河、元河塘、虎丘湿地由于人为活动导致水质较差,今后需进行重点监测与治理。其余河流湖泊水质均逐年改善,盛泽湖的水质处于最优水平。根据相关资料查阅,遥感监测苏州市区水体水质情况符合实际情况,GF-2影像能有效地反演城市水体的水质参数信息并显示其分布变化规律。     

基于实测光谱的珠江口溶解氧反演模型

溶解氧是反映水体污染程度的重要指标,溶解氧的多少直接反映水体的受污染程度.本研究利用实测光谱数据建立珠江口近岸水域溶解氧的定量反演模型,进行珠江口溶解氧含量的反演,结果表明,利用实测光谱一阶微分值建模能提高模型精度.通过Landsat8-OLI遥感影像的第3和第4波段组合构建模型反演珠江口近岸水域的溶解氧的空间分布状况,与实际情况基本吻合,为珠江口近岸水域溶解氧遥感监测提供基础.     

基于TM影像的长江口悬沙浓度遥感反演定量模式研究

近年来,由于水利工程等因素,长江入海径流量变化较大并导致入海泥沙量明显呈下降趋势,必会影响海岸带环境．利用遥感技术研究泥沙含量不仅速度快,效率高,周期短,而且对分析河口海岸带冲淤变化,研究流域入海物质通量、物质循环、河口沙洲变化,港口建设,航道治理以及海岸带环境管理都有十分重要韵意义．利用长江口TM影像数据以及现场采集的多个长江口表层悬沙浓度数据,建立悬沙浓度遥感定量反演模式．通过对遥感数据预处理,运用不同的悬沙反演模式进行回93分析,得到低浓度悬沙水体运用多项武模式反演效果较好,高浓度表层悬沙水体运用乘幂模式反演效果较好,同时应用Arcgis软件绘制成悬浮泥沙空间分布图,并归纳出长江口悬沙分布和输移的基本规律．     

水体悬浮泥沙动态监测的遥感反演模型对比分析——以鄱阳湖为例

水体泥沙是进行水环境监测及研究与泥沙输移有关的侵蚀、沉积过程所带来的灾害问题的关键因素,实现悬浮泥沙遥感定量动态监测的关键在于建立合适的反演模型。采用实测光谱模拟TM/ETM 和MERIS数据,对比分析了单波段和波段比值遥感因子构建的5种常用的经验半经验模型。结果表明,以MERIS第7波段遥感反射率为遥感因子建立的对数模型最适宜鄱阳湖地区悬浮泥沙的动态监测。     

动水条件下太湖水体透明度及其影响因子模拟

利用太湖长序列实测资料,分析了太湖水体透明度的主要影响因子,建立了透明度与其影响因子之间的多元回归方程,基于该方程,建立了动水条件下太湖水体的透明度数学模型.结果表明,悬浮物质量浓度是太湖透明度最重要的影响因素,藻类和有机物质量浓度对透明度的影响不确定性较大,但总体来看呈现明显的反比关系.根据透明度及其影响因子的分布特征,分季节(春季和夏季)、分湖区(梅梁湾、湖心及沿岸区、东太湖)建立的透明度与悬浮物、藻类及高锰酸盐指数(CODMn)质量浓度之间的多元回归方程具有较好的相关性,所建立的模型对太湖水体透明度以及影响因子具有较好的描述能力,说明该模型是合理的.     

应用多源遥感影像提取鄱阳湖形态参数

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是我国的洪水多发地带.利用遥感影像自动、快速、准确提取鄱阳湖形态参数(水体面积、水位高程值),实时监控鄱阳湖水情空间动态变化,具有非常重要的意义.本文通过在Radarsat SAR和Terra Modis遥感影像上提取水体,测量计算了遥感影像上的水域面积.将遥感测量结果与利用鄱阳湖历年的水位高程与面积水文统计数据拟合模型测量结果进行交互验证,误差绝对值小于0.70%,最终建立了一个具有较高精度的鄱阳湖主体水域水位-面积分布数学模型.为利用遥感影像实时监控鄱阳湖水情空间动态变化提供了可行的方法手段,对湖泊、水库的泛洪监测、调洪功能分析具有重要的意义.     

广东飞来峡库区水深遥感

 通过深入分析太阳光在水体中传输的物理过程,引入水体光学厚度概念,根据辐射传输理论,推导出水深遥感物理模型。以广东省飞来峡水库为例,采用SPOT5多光谱遥感数据,对其进行精确的辐射纠正、大气纠正,转化为符合地表实际反射率的反射率图像。经过水陆分离,选用合适的遥感波段数据,代入有关水体光学参数,应用水深遥感模型,计算出水域各像元水深值,通过图像处理软件绘制水深遥感制图。由于水面采砂、网箱养殖等人类活动的影响,水库采砂区水域水体浑浊以及库湾水域叶绿素浓度偏大,影响水深遥感精度,本文的模型综合考虑了水中泥沙和叶绿素对水深遥感的影响,并采用多波段数据求解水深,信息量丰富,精度得到大幅度提高。     

基于ETM~+影像的滇池水体污染分析

近年来滇池受到严重的环境污染困扰.应用Landsat7 ETM+影像对该流域水体进行最大似然分类、混合像元分解等方法进行比较,得到水体的藻类、悬浮泥沙、黄色物质的全湖相对丰度分布图,从中确定高浓度区域.从空间分布上分析,达到对滇池水体进行准确快速有效监测的目的,以期对滇池水体污染治理、恢复滇池流域生态脆弱区起到一定的指导意义.     

流域土壤侵蚀对椒江口悬浮泥沙时空分布的影响

利用通用土壤流失方程,对椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年土壤侵蚀模数进行估算,椒江流域1995年、2000年、2005年、2010年及2015年均达到中等土壤侵蚀的强度,其中,1995年至2010年土壤侵蚀有逐年恶化的趋势,而2010年至2015年有所缓解.基于椒江及河口、近岸的野外实测数据,构建椒江及近岸水体悬浮泥沙浓度遥感定量反演模型,对椒江及近岸水体1995年、2000年、2005年、2010年及2015年悬浮泥沙浓度进行估算,对水体悬浮泥沙的空间分布进行分析,椒江口水体悬浮泥沙浓度表现出较强的空间分布规律及高时空动态性,其中,椒江悬浮泥沙浓度明显高于河口和台州湾;椒江中游累年悬浮泥沙浓度平均值最大,时空动态性最低,受陆相及海相输沙综合影响,易形成悬浮泥沙的最大浑浊带.流域土壤侵蚀量越大,水体悬浮泥沙浓度越高.最后,定量分析了降雨,日照时间和人类活动等因素对河口悬浮泥沙格局影响.降雨作为椒江地表径流的主要来源,对悬浮泥沙也起到一定的“稀释”作用.年内日照时长的增加,加剧了水体水量的损失,削弱水体的“稀释”作用.若以流域内居民地面积表征人类活动强度,其与水体年均悬浮泥沙浓度之间相关性较弱,但其年际变化表现出较高的相关性.     

湖泊水体悬浮泥沙遥感定量反演web服务体系的实现

以实现湖泊水体悬浮泥沙遥感定量反演空间信息共享服务和互操作为目标,设计了WebService技术支持下的泥沙反演服务总体框架,并在此基础上系统地阐述了泥沙反演的web服务体系.对内陆湖泊悬浮泥沙遥感定量反演模型进行服务的分解,获得能实现单一功能的原子服务,网络用户可以针对不同的数据和特殊的应用将原子服务进行动态组合和自由定制,服务器将自动将这些原子服务拼接成能完成特定功能的服务链.