【摘要】：氮磷污染物是衡量水環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo),與水體富營養(yǎng)化和水生生物平衡密切相關(guān)。近年來,國家針對嚴(yán)重污染的河流水體開展了一系列整治行動(dòng),全國水環(huán)境得到了顯著的改善。但形勢依舊不容樂觀,氮磷污染問題仍然是河流水污染防治的重點(diǎn)。水質(zhì)監(jiān)測是水質(zhì)評價(jià)與水污染防治的主要依據(jù)。相比常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測方法,遙感監(jiān)測技術(shù)具有宏觀、快速和成本低等優(yōu)勢,不僅可以進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)的監(jiān)測,還可以發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物遷移特征。因此,應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)測大范圍流域水體中的氮磷濃度,對研究其水質(zhì)時(shí)空變化特征具有重要的實(shí)用價(jià)值。沭河臨沂段是臨沂市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活用水的主要供水水源,其水質(zhì)好壞直接關(guān)系到臨沂市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民的健康生活。隨著臨沂市工農(nóng)業(yè)進(jìn)程加快,市區(qū)內(nèi)污廢水排放量增大,流域水體氮磷超標(biāo)情況時(shí)常發(fā)生,影響著臨沂市的生態(tài)文明建設(shè)。本文以大范圍流域的沭河臨沂段為研究區(qū),綜合利用了研究區(qū)2014年1月~2017年5月水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)和25幅Landsat-8 OLI衛(wèi)星遙感影像,采用線性回歸方法建立了多光譜遙感數(shù)據(jù)波段反射率與氨氮(NH_3-N)和總磷(TP)地面實(shí)測數(shù)據(jù)之間的回歸模型;對沭河臨沂段NH_3-N和TP濃度進(jìn)行了遙感監(jiān)測和反演,并分析其時(shí)空分布特征,揭示了污染物變化趨勢及主要的污染源。為后續(xù)沭河臨沂段水環(huán)境治理提供了理論依據(jù)。研究的主要內(nèi)容和成果如下:(1)在詳細(xì)分析研究區(qū)自然地理概況和水環(huán)境概況基礎(chǔ)上,對獲取的沭河臨沂段2014年1月~2017年5月水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析。結(jié)果表明,流域NH_3-N和TP濃度存在明顯的變異特征,為之后的水質(zhì)參數(shù)遙感反演提供了背景支持;對25幅Landsat-8 OLI衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行了預(yù)處理分析,主要包括幾何校正、輻射定標(biāo)和大氣校正,并利用改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)(MNDWI)提取了沭河臨沂段的水體信息。(2)綜合利用水質(zhì)例行監(jiān)測數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)構(gòu)建了沭河臨沂段NH_3-N和TP濃度遙感反演模型,并采用實(shí)測數(shù)據(jù)對建立的反演模型的精度進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明,波段比值R/G和NIR/G與NH_3-N和TP濃度實(shí)測值相關(guān)性最高,相關(guān)系數(shù)r分別為0.835和0.833;采用線性回歸方法建立的NH_3-N和TP濃度最佳反演模型,擬合系數(shù)R~2分別為0.6589和0.7189;經(jīng)實(shí)測數(shù)據(jù)檢驗(yàn),NH_3-N濃度遙感反演模型平均相對誤差為17.04%,均方根誤差RMSE=12.27%,TP濃度遙感反演模型平均相對誤差為18.74%,均方根誤差RMSE=2.93%。說明建立的NH_3-N和TP遙感反演模型基本滿足水質(zhì)遙感監(jiān)測的要求。(3)綜合利用ENVI和ArcGIS軟件對建立的NH_3-N和TP模型進(jìn)行反演,并分析其時(shí)空分布特征,揭示了污染物變化情況及主要的污染源。結(jié)果表明,2014~2017年NH_3-N和TP濃度呈總體下降趨勢,并隨季節(jié)呈現(xiàn)不同的變化特征;NH_3-N和TP濃度空間分布特征基本一致,流域上游、下游和各監(jiān)測站點(diǎn)附近水體的NH_3-N和TP濃度明顯高于其他河段,且在種植時(shí)節(jié)期間,監(jiān)測站點(diǎn)附近水體NH_3-N和TP濃度均存在局部升高現(xiàn)象;從污染物變化趨勢來看,農(nóng)業(yè)面源污染和河道內(nèi)源污染逐漸取代生活污水、工業(yè)廢水等點(diǎn)源污染,成為沭河臨沂段氮磷污染主要的影響因素,應(yīng)引起足夠的重視。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52
【圖文】：

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 基本原理感的主要目的是識(shí)別地物，其機(jī)理在于不同地物具有不同的光譜特感監(jiān)測的理論依據(jù)是基于不同組分的水體具有不同的波段反射曲線分發(fā)生變化時(shí)，水體的反射曲線也相應(yīng)發(fā)生變化[13, 14]。電磁輻射與示意圖見圖 1-1。

圖 2-1 研究區(qū)地理位置概況圖質(zhì)量概況段是臨沂市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活用水的主要供水水流較多，常年黑臭的內(nèi)河污水通過支流匯入沭河流域較為嚴(yán)重的污染[74]。多年來，工業(yè)結(jié)構(gòu)性污染尚未從工藝設(shè)備比較落后，技術(shù)水平較低，造成企業(yè)污染反

19圖 2-2 監(jiān)測斷面位置圖數(shù)據(jù)于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源分析可知，無論從成本還是易具實(shí)用性。其中 Landsat 系列衛(wèi)星因其具備較高的累，成為了水質(zhì)遙感研究中應(yīng)用最多的衛(wèi)星遙感at-8 OLI 作為本次研究所需的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。作源，除了保留原有衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)外，還做了部分的改信息見表 2-2。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2758294