農(nóng)區(qū)水體水質(zhì)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(guān)的，在經(jīng)濟(jì)、旅游、娛樂(lè)以及生物多樣性保護(hù)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(zhì)的影響。因此，水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以保持水體功能的可持續(xù)性，方便及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境狀況，對(duì)緩解農(nóng)用水源緊缺狀況，改善農(nóng)業(yè)水環(huán)境質(zhì)量狀況，推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。水質(zhì)通常是關(guān)于水體物理、化學(xué)、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(cè)一般采用地面定點(diǎn)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(cè)點(diǎn)的水質(zhì)狀況，不能反映整個(gè)區(qū)域的農(nóng)田水質(zhì)差異，并且地面采樣分析成本高，速度慢。20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的遙感技術(shù)，是一種通過(guò)量測(cè)從陸地表面獲取電磁輻射而推斷地表參數(shù)的過(guò)程，正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的缺陷，以實(shí)時(shí)、高效、持久、數(shù)據(jù)量大、觀測(cè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(cè)和時(shí)空動(dòng)態(tài)分析的重要技術(shù)手段，突破了傳統(tǒng)的地面點(diǎn)狀監(jiān)測(cè)，開展了全面的區(qū)域農(nóng)業(yè)水體污染監(jiān)測(cè)。遙感技術(shù)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(shí)相的遙感數(shù)據(jù)可對(duì)同一流域水體污染歷史和污染趨勢(shì)做出研究和預(yù)測(cè)，這為水資源保護(hù)規(guī)劃可提供準(zhǔn)確的信息。 農(nóng)區(qū)水體污染的遙感監(jiān)測(cè)主要利用可見光、反射紅外遙感技術(shù)，其機(jī)理集中表現(xiàn)在被污染水體具有獨(dú)特的有別于清潔水體的光譜反射特征，在某個(gè)特定波長(zhǎng)區(qū)間形成強(qiáng)烈的吸收或反射。受污染的水體中有較多水生生物及雜質(zhì)，這些物質(zhì)在不同波段有著不同的吸收和散射作用，造成一定波長(zhǎng)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(guò)定量反演可以得到有明顯特征的污染信息，結(jié)合特定時(shí)間的地面采樣點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建區(qū)域范圍內(nèi)的水質(zhì)遙感反演模型，評(píng)價(jià)區(qū)域農(nóng)田水體污染狀況。這就是利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行水污染定量監(jiān)測(cè)的主要方法。農(nóng)區(qū)水體污染監(jiān)測(cè)的內(nèi)容很多，目前僅有葉綠素a、懸浮物和透明度三個(gè)水質(zhì)參數(shù)在研究和應(yīng)用中比較成熟。 本研究以南京溧水縣農(nóng)區(qū)水體作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，以主要水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)指標(biāo)葉綠素a、總懸浮物和透明度作為研究對(duì)象，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法

5、將地面定位微觀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和遙感技術(shù)宏觀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有機(jī)地對(duì)接起來(lái)，旨在探討農(nóng)區(qū)水體典型水質(zhì)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(zhì)參數(shù)的遙感監(jiān)測(cè)估算模型。最后將所建的三個(gè)模型分別應(yīng)用于2007年7月30日溧水縣農(nóng)區(qū)水體，所得結(jié)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(diǎn)在于將在湖泊中適用的水體水質(zhì)遙感定量監(jiān)測(cè)的理論、方法和技術(shù)應(yīng)

6、用到農(nóng)區(qū)水體中，研究農(nóng)區(qū)水體三種水質(zhì)參數(shù)的遙感定量監(jiān)測(cè)模型，以及所建模型的有效性、精度及應(yīng)用效果。通過(guò)全文研究得出如下結(jié)論：1)CBERS影像的CCD數(shù)據(jù)可以用來(lái)對(duì)農(nóng)區(qū)水體水質(zhì)進(jìn)行遙感定量監(jiān)測(cè)；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(guān)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(guān)性，與CBERS3數(shù)據(jù)成正比，與CBERS1數(shù)據(jù)