農區(qū)水體水質參數的遙感模型研究.pdf

1、農區(qū)水體與農區(qū)人們的生活是息息相關的，在經濟、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，方便及時掌握農業(yè)水資源和水環(huán)境狀況，對緩解農用水源緊缺狀況，改善農業(yè)水環(huán)境質量狀況，推進我國農業(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、數據量大、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據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)測數據，可以構建區(qū)域范圍內的水質遙感反演模型，評價區(qū)域農田水體污染狀況。這就是利用遙感數據進行水污染定量監(jiān)測的主要方法。農區(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在研究和應用中比較成熟。 本研究以南京溧水縣農區(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)測數據和遙感技術宏觀監(jiān)測數據有機地對接起來，旨在探討農區(qū)水體典型水質參數(葉綠素a、總懸浮物和透明度)在中巴地球資源衛(wèi)星CBERS數據中的敏感波段或波段組合，研究建立農區(qū)水體各水質參數的遙感監(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、用到農區(qū)水體中，研究農區(qū)水體三種水質參數的遙感定量監(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數據可以用來對農區(qū)水體水質進行遙感定量監(jiān)測；2)農區(qū)水體葉綠素a濃度與CBERS3、4波段之和有最好的相關性；3)農區(qū)水體總懸浮物含量與CBERS3數據成正比，與CBERS1數據成反比；4)農區(qū)水體透明度與CBERS的1、3波段具有最好的相關性，與CBERS3數據成正比，與CBERS1數據