農(nóng)區(qū)水體水質參數(shù)的遙感模型研究.pdf

1、農(nóng)區(qū)水體與農(nóng)區(qū)人們的生活是息息相關的，在經(jīng)濟、旅游、娛樂以及生物多樣性保護等方面具有非常重要的功能，而這些功能在很大程度上受水質的影響。因此，水質監(jiān)測可以保持水體功能的可持續(xù)性，方便及時掌握農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境狀況，對緩解農(nóng)用水源緊缺狀況，改善農(nóng)業(yè)水環(huán)境質量狀況，推進我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。水質通常是關于水體物理、化學、熱量和生物特性的描述。傳統(tǒng)的農(nóng)區(qū)水體污染監(jiān)測一般采用地面定點采樣分析法。這種方法易受人力、物力和氣候、水文條件的限

2、制，只能了解監(jiān)測點的水質狀況，不能反映整個區(qū)域的農(nóng)田水質差異，并且地面采樣分析成本高，速度慢。20世紀60年代發(fā)展起來的遙感技術，是一種通過量測從陸地表面獲取電磁輻射而推斷地表參數(shù)的過程，正好彌補了傳統(tǒng)水質監(jiān)測的缺陷，以實時、高效、持久、數(shù)據(jù)量大、觀測范圍廣等優(yōu)點在水質監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用。目前已成為區(qū)域農(nóng)田水體污染監(jiān)測和時空動態(tài)分析的重要技術手段，突破了傳統(tǒng)的地面點狀監(jiān)測，開展了全面的區(qū)域農(nóng)業(yè)水體污染監(jiān)測。遙感技術能清楚地反映出區(qū)域流

3、域污染現(xiàn)狀和空間分布特征，利用多時相的遙感數(shù)據(jù)可對同一流域水體污染歷史和污染趨勢做出研究和預測，這為水資源保護規(guī)劃可提供準確的信息。 農(nóng)區(qū)水體污染的遙感監(jiān)測主要利用可見光、反射紅外遙感技術，其機理集中表現(xiàn)在被污染水體具有獨特的有別于清潔水體的光譜反射特征，在某個特定波長區(qū)間形成強烈的吸收或反射。受污染的水體中有較多水生生物及雜質，這些物質在不同波段有著不同的吸收和散射作用，造成一定波長范圍反射率的顯著差異，并且不同污染程度的水體

4、呈現(xiàn)出不同的光譜特征。通過定量反演可以得到有明顯特征的污染信息，結合特定時間的地面采樣點水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以構建區(qū)域范圍內的水質遙感反演模型，評價區(qū)域農(nóng)田水體污染狀況。這就是利用遙感數(shù)據(jù)進行水污染定量監(jiān)測的主要方法。農(nóng)區(qū)水體污染監(jiān)測的內容很多，目前僅有葉綠素a、懸浮物和透明度三個水質參數(shù)在研究和應用中比較成熟。 本研究以南京溧水縣農(nóng)區(qū)水體作為實驗區(qū)，以主要水質遙感監(jiān)測指標葉綠素a、總懸浮物和透明度作為研究對象，采用灰色關聯(lián)度分析法

5、將地面定位微觀監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感技術宏觀監(jiān)測數(shù)據(jù)有機地對接起來，旨在探討農(nóng)區(qū)水體典型水質參數(shù)(葉綠素a、總懸浮物和透明度)在中巴地球資源衛(wèi)星CBERS數(shù)據(jù)中的敏感波段或波段組合，研究建立農(nóng)區(qū)水體各水質參數(shù)的遙感監(jiān)測估算模型。最后將所建的三個模型分別應用于2007年7月30日溧水縣農(nóng)區(qū)水體，所得結果較客觀地反映了水體葉綠素a濃度、總懸浮物含量和透明度的分布情況， 本文的創(chuàng)新點在于將在湖泊中適用的水體水質遙感定量監(jiān)測的理論、方法和技術應

6、用到農(nóng)區(qū)水體中，研究農(nóng)區(qū)水體三種水質參數(shù)的遙感定量監(jiān)測模型，以及所建模型的有效性、精度及應用效果。通過全文研究得出如下結論：1)CBERS影像的CCD數(shù)據(jù)可以用來對農(nóng)區(qū)水體水質進行遙感定量監(jiān)測；2)農(nóng)區(qū)水體葉綠素a濃度與CBERS3、4波段之和有最好的相關性；3)農(nóng)區(qū)水體總懸浮物含量與CBERS3數(shù)據(jù)成正比，與CBERS1數(shù)據(jù)成反比；4)農(nóng)區(qū)水體透明度與CBERS的1、3波段具有最好的相關性，與CBERS3數(shù)據(jù)成正比，與CBERS1數(shù)據(jù)