城市景體富營養(yǎng)化多光譜遙感監(jiān)測的模型及其應用研究結(jié)題報告書(編輯修改稿)
2025-03-12 05:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)展的規(guī)律，為制定具有時效性的控制水體富營養(yǎng)化的治理措施提供科學依據(jù)。 研究報告 見附件一 研究 結(jié)論 富營養(yǎng)化狀態(tài)識別和監(jiān)測是 治理水體富營養(yǎng)化危害的主要依據(jù)，隨著城市景觀水體富營養(yǎng)化問題的日益嚴重，城市景觀水體富營養(yǎng)化狀態(tài)識別和監(jiān)測成為社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大問題。水質(zhì)遙感監(jiān)測方法具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低、便于進行長期動態(tài)監(jiān)測的特殊優(yōu)勢，在城市景觀水體富營養(yǎng)化狀態(tài)識別和監(jiān)測中具有巨大的應用潛力。 本文在總結(jié)分析國內(nèi)外水質(zhì)遙感監(jiān)測和湖泊富營養(yǎng)化評價識別研究領(lǐng)域已有的理論、技術(shù)和方法的基礎(chǔ)上，將西安市景觀水體作為研究區(qū)，以富營養(yǎng)化狀態(tài)識別指標總氮 (TN)、總磷 (TP)、葉綠素 a(Chla)、和透明度 (SD)為研究對象 ，系統(tǒng)研究了利用 Landsat5 ETM 遙感數(shù)據(jù)反演景觀水體水質(zhì)組分的方法和技術(shù)。研究內(nèi)容涉及遙感數(shù)據(jù)的獲取及與其同步 (準同步 )的地面數(shù)據(jù)采集、遙感數(shù)據(jù)的預處理、水質(zhì)參數(shù)的光譜特征分析、波段數(shù)據(jù)分析和最佳波段和波段組合的選擇、利用 GASVM 方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量反演模型及模型精度的分析和檢驗，并將識別結(jié)果與景觀水體實際的富營養(yǎng)化狀態(tài)進行對比分析驗證其準確性。本文研究重點放在利用 GASVM 方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量反演模型和對水質(zhì)濃度遙感反演數(shù)據(jù)進行富營養(yǎng)化狀態(tài)的識別研究上。通過以上研究得到如下結(jié)論： （ 1）本研究以西安市景觀水體為實驗對象，發(fā)展適合水質(zhì)濃度遙感監(jiān)測的多光譜波段分析技術(shù)。采用實測水質(zhì)數(shù)據(jù)與水質(zhì)指標實測光譜數(shù)據(jù)和多光譜遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析相結(jié)合的方法，選擇水質(zhì)參數(shù)的最佳反演波段和波段組合。研究結(jié)果顯示 TM1～ TM4 波段數(shù)據(jù)非常適合用來反演景觀水體水質(zhì)指標濃度，并且利用波段比值算法計算的 TM1～ TM4 波段組合數(shù)據(jù)明顯增強了水質(zhì)指標遙感反演的靈敏度。 （ 2）將 GASVM 方法應用于水質(zhì)遙感定量反演模型的建立過程中。通過大量的訓練和測試構(gòu)建了適合水質(zhì)濃度遙感反演的 SVM 模型。并將該建模方法應用 于 2021～ 2021 年西安市不同時相的 ETM 遙感數(shù)據(jù)的水質(zhì)指標濃度遙感定量反演研究，反演精度均在控制誤差以內(nèi)，得到了西安市各景觀水體各月不同水質(zhì)指標濃度的分布狀況圖。實現(xiàn)了不受時間和地域限制對景觀水體進行大范圍的監(jiān)測和評價。 （ 3）利用實測水質(zhì)濃度數(shù)據(jù)，將 SVM 模型應用于 2021～ 2021 年西安市景觀水體富營養(yǎng)化狀態(tài)的識別研究。富營養(yǎng)化識別結(jié)果與 2021 年 4 月～ 10 月實際調(diào)查的西安市景觀水體富營養(yǎng)化狀態(tài)相符，能夠客觀準確的反映出水體富營養(yǎng)化狀態(tài)，驗證了模型計算的準確性和穩(wěn)定性。對后續(xù)進行基于水質(zhì)遙感反演的湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識別研究提供了計算準確、結(jié)果可靠的評價識別模型。 （ 4）本研究構(gòu)建了一個基于 ETM 數(shù)據(jù)的水質(zhì)遙感監(jiān)測體系，從 TM 影像數(shù)據(jù)預處理到水質(zhì)指標反演、水體富營養(yǎng)化狀態(tài)識別監(jiān)測，監(jiān)測體系中的各個環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)。該體系為進一步開展城市景觀水體富營養(yǎng)化狀態(tài)識別的業(yè)務化衛(wèi)星監(jiān)測打下了
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