礦業(yè)擾動區(qū)水質(zhì)參數(shù)高光譜遙感反演.pdf

1、煤炭的大規(guī)模開發(fā)和利用，對周圍的水資源帶來嚴(yán)重的破壞，主要體現(xiàn)在煤礦的開采以及交通運輸使得周圍地表水中葉綠素a、懸浮物濃度較高，水體發(fā)黑、發(fā)臭，嚴(yán)重地危害了周圍人體健康，迫切地需要對礦區(qū)地表水體進行有效的監(jiān)測。利用遙感技術(shù)監(jiān)測地表水質(zhì)具有成本低、范圍廣、速度快的優(yōu)點，遙感監(jiān)測技術(shù)能夠反映水質(zhì)在空間和時間上分布和變化情況，還能夠揭示常規(guī)方法難以解釋的污染物遷移特征和污染源，因而遙感在該區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測可以發(fā)揮越來越重要的作用。針對礦區(qū)地表水體

2、遙感反演面臨的問題，本文以兗州礦濟寧礦區(qū)為研究區(qū)，重點研究礦業(yè)擾動區(qū)水體組分的敏感波段的選擇，并基于敏感性分析構(gòu)建水質(zhì)參數(shù)的反演模型，實現(xiàn)礦業(yè)擾動區(qū)地表水體的遙感反演。本文的研究工作如下：
　?。?）主要水質(zhì)參數(shù)敏感光譜特征分析。葉綠素a、總懸浮物對光譜特征的敏感性很大程度上決定了反演的精度，因此如何選擇水質(zhì)參數(shù)的敏感波段至關(guān)重要。鑒于礦區(qū)背景復(fù)雜，水體光譜特性微弱，研究中采用一階微分、歸一化、包絡(luò)線去除等多種光譜處理手段，增強水

3、體光譜特征。研究表明以上光譜處理手段能夠增強光譜與水體組分間的相關(guān)性。
　　（2）反演模型的構(gòu)建。基于光譜敏感特性分析，采用統(tǒng)計方法構(gòu)建了葉綠素a、總懸浮物的反演模型，研究中分別采用了單波段、波段比值、波段差值作為模型變量。并采用RMSE對模型精度進行了評估。
　?。?）鄰近效應(yīng)的去除。研究區(qū)水域面積較小，需使用高分辨率的遙感影像，然而高分辨率影像鄰近效應(yīng)嚴(yán)重，本研究中采用輻射傳輸方程對影像進行鄰近效應(yīng)的去除。結(jié)果表明目標(biāo)的

4、反射率受到鄰近效應(yīng)的影響，反射率曲線向著接近于背景的方向發(fā)生變化，鄰近效應(yīng)去除后的光譜更接近于地物實際的光譜。
　　（4）基于高光譜影像的反演。地面實測光譜與衛(wèi)星傳感器獲得遙感影像每個通道的光譜分辨率不一致，研究中將地面光譜采集為對應(yīng)的星載高光譜傳感器通道，并構(gòu)建相應(yīng)水質(zhì)參數(shù)反演模型，將構(gòu)建的反演模型應(yīng)用于預(yù)處理后的星載高光譜影像，得到葉綠素a、總懸浮物的空間分布。研究表明反演結(jié)果能夠較好地體現(xiàn)出水質(zhì)參數(shù)的空間分布。
　　（