閩江下游干流水深遙感與河道演變分析.pdf

1、隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，人們開始了遙感測深方法的探討。遙感測深方法可以迅速、準(zhǔn)確獲得大范圍、同時相的水深信息，彌補(bǔ)傳統(tǒng)水深測量方法的局限。本文運(yùn)用遙感技術(shù)，結(jié)合實(shí)測水下地形資料和遙感數(shù)據(jù)，以閩江下游干流竹岐至侯官段為研究對象，以ETM+為數(shù)據(jù)源，建立了河道水深遙感反演模型。并引入適合二類水體的泥沙遙感參數(shù)，對水深模型進(jìn)行修正，對削弱懸沙對遙感測深影響起到了一定作用。結(jié)果表明：(1)與單波段閾值法、水體指數(shù)法和條件操作函數(shù)三種基于地物波譜特征

2、的方法相比，應(yīng)用多波段譜間關(guān)系法提取研究河段水體信息整體效果較好：(2)應(yīng)用2003年遙感影像和實(shí)測水下地形資料建立的水深遙感反演模型表明，該河段水深與部分波段及波段組合因子為多元線性關(guān)系；(3)以10m水深為界，進(jìn)行分段建模得到的方程反演精度更高，其中10m以下水深反演模型具有更好的適用性；應(yīng)用二類水體懸浮泥沙反演模式，借鑒適用ETM+影像的低濃度泥沙遙感參數(shù)Xs對該水深遙感模型進(jìn)行修正，最后所得水深模型的平均相對誤差為17.08％；

3、(4)利用多波段譜間關(guān)系法提取的2001、2002和2003年三期影像水體信息表明，2001年至2003年兩年間竹岐至侯官河段的岸線變化復(fù)雜；(5)應(yīng)用建立的水深遙感模型，利用2001、2002和2003年三期遙感影像分別反演研究區(qū)水深，水深變化反映出該河段2001～2003年間河床下切嚴(yán)重。 隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感測深方法的不斷深入。理論上，遙感測深方法可以迅速、準(zhǔn)確獲得大范圍、同時相的水深信息，彌補(bǔ)傳統(tǒng)水深測量方法的局限。

4、但由于不同區(qū)域水質(zhì)和水體底質(zhì)差別較大，加之建模式時常常遇到遙感資料和實(shí)測水深不同步等問題，故至今尚無統(tǒng)一的水深遙感模式。閩江下游河道演變劇烈，但由于水下地形測量所需費(fèi)用甚巨而資料不足，難以進(jìn)行深入分析。本文以閩江下游竹岐至侯官河段為研究區(qū)，試圖建立適合該區(qū)域的水深遙感模型；并用以反演不同時相水深變化，分析該河道演變規(guī)律。對于研究區(qū)的河道整治，以及防洪航運(yùn)安全管理具有重要意義，水深遙感模型的探討也有一定的理論意義。 水域范圍的界定

5、是水深分析的一個重要步驟，選擇一種適合研究區(qū)的水體提取方法尤為關(guān)鍵。通過對研究區(qū)主要典型地物選取訓(xùn)練樣本，分析各典型地物的地表反射率特征，分別采用單波段閾值法，多波段譜間關(guān)系法，水體指數(shù)NDWI、MNDWI和條件操作函數(shù)五種方法提取水體信息。其中：單波段閾值法、NDWI、MNDWI和條件操作函數(shù)提取的水體中，非水體噪音干擾或是水體像元缺失相對比較嚴(yán)重。譜間關(guān)系法提取的結(jié)果中，丟失部分湖泊和一些細(xì)小水體，較好的抑制了流域中的非水體信息，整

6、體提取效果相對最好。 經(jīng)過影像增強(qiáng)后的輻亮度值與各波段、波段組合因子的相關(guān)性有所提高。因此，應(yīng)用增強(qiáng)后的2003年2月6日ETM+遙感影像與2003年10～11月實(shí)測水下地形資料，采用逐步線性回歸法，建立水深遙感反演模型。結(jié)果表明，該河段水深與部分波段及波段組合因子的多元線性關(guān)系較好。 分析不同水深段模型結(jié)果表明，10m以上水深部分效果較差，因此以10m水深為界分為兩段，進(jìn)行分段建模。得到的方程反演精度有明顯提高，其中1

7、0m以下水深反演模型具有更好的適用性，故采用10m以下水深點(diǎn)建立的水深遙感模型模擬整體河段，平均相對誤差減低4.44％。應(yīng)用二類水體懸浮泥沙反演模式，借鑒適用ETM+影像的低濃度泥沙遙感參數(shù)Xs對該水深遙感模型進(jìn)行修正，最后所得水深模型為：Y=e3.872-1.945TM3/TM1-7.349E-06TM2TMI，該模型模擬的平均相對誤差為17.08％。 利用多波段譜間關(guān)系法提取的2001年3月4日、2002年1月2日及2003

8、年2月6日三期影像水體信息表明，2001年至2003年兩年間竹岐至侯官河段的岸線變化復(fù)雜。應(yīng)用建立的水深遙感模型，利用2001年3月4日、2002年1月2日及2003年2月6日三期遙感影像分別反演研究區(qū)相同水位下的水深，水深變化可以反映河道的演變情況。將反演得到的2001年遙感水深圖與2002年遙感水深圖、2002年遙感水深圖與2003年遙感水深圖相減，利用密度分割法對相減后的圖進(jìn)行分區(qū)，分析2001～2003年沖淤情況。結(jié)果表明，20