本文關(guān)鍵詞：基于HJ1-CCD數(shù)據(jù)的漫灣庫區(qū)水體懸浮物濃度遙感估算研究

  更多相關(guān)文章： 漫灣壩區(qū) HJ-CCD 懸浮物濃度模型 暗像元 時空變化

【摘要】：總懸浮顆粒物(Total Suspended Matter,TSM)濃度是對研究區(qū)域水質(zhì)進行評價的關(guān)鍵參數(shù)之一,對有大壩攔截的壩區(qū)河道型水體進行總懸浮物濃度監(jiān)測對于評估水利設施對河道水環(huán)境的影響具有較大的現(xiàn)實價值。漫灣壩區(qū)作為瀾滄江(湄公河在中國境內(nèi)的河段部分)中游重要的河段之一,因其處于橫斷山脈之間,氣候上存在明顯的干濕季差異,河流輸入存在明顯不同,決定了庫區(qū)水體總懸浮物濃度時間和空間上的分布差異,而且漫灣壩區(qū)屬于河道型水庫,水流湍急,野外觀測較為困難,衛(wèi)星遙感技術(shù)可以在一定時間內(nèi)獲取大范圍地物信息,解決了野外觀測不便和數(shù)據(jù)獲取困難等問題。HJ-CCD衛(wèi)星數(shù)據(jù)具有重返周期短、空間分率高等優(yōu)點,應用于漫灣這種中小尺度壩區(qū)水體懸浮物濃度監(jiān)測具有重要的應用價值。本文以漫灣壩區(qū)2009年~2014年6年的HJ-CCD數(shù)據(jù)為例,探究HJ1-CCD這類非水色衛(wèi)星數(shù)據(jù)在河道型水庫水質(zhì)監(jiān)測方面的應用潛力,以漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度模型構(gòu)建及時空變化規(guī)律分析為研究目標,進行了一些研究工作。本文研究成果如下:1)建立漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度反演模型。基于漫灣壩區(qū)野外實驗獲得的實測光譜數(shù)據(jù),建立漫灣壩區(qū)總懸浮物反演模型,并將建立的模型應用于HJ-CCD衛(wèi)星數(shù)據(jù)上。建模過程中,為了使建模過程更符合統(tǒng)計學意義,使用4拆交叉驗證的方法進行漫灣壩區(qū)的總懸浮物濃度模型的構(gòu)建。通過對等效之后HJ-CCD各通道光譜之間排列組合,并以這些光譜通道的組合數(shù)為自變量因子,以總懸浮顆粒物濃度實測值為因變量,建立多項式、指數(shù)、乘冪和線性等形式的擬合模型,并對相應模型進行精度的驗證與分析。通過對比分析,選擇用于預測漫灣壩區(qū)水體區(qū)的反演模型為:01.151.86139757323SMbb T+×+×=,其中b3為HJ-CCD數(shù)據(jù)的第3波段。結(jié)果表明,其擬合度為0.92,均方根誤差(RMSE)為4.43mg/L,平均相對誤差為20.1%。2)漫灣壩區(qū)HJ1-CCD多光譜數(shù)據(jù)的大氣校正。開展HJ1-CCD漫灣壩區(qū)懸浮物濃度時間序列研究,大氣校正是關(guān)鍵。為了實現(xiàn)漫灣壩區(qū)HJ-CCD的大氣校正,對傳統(tǒng)暗像元的大氣校正算法進行了基于實測光譜譜間關(guān)系的部分改進,并與ENVI中集成的FLAASH和QUick Atmospheric Correction(QUAC)等較為成熟的基于圖像的大氣校正效果進行了對比分析。結(jié)果表明,基于光譜關(guān)系改進的區(qū)域性的暗像元法大氣校正效果較好,其第1波段的平均相對誤差約為19.9%,第2波段和第3波段的平均相對誤差分別為16.1%和17.9%。大氣校正效果優(yōu)于FLAASH和QUAC兩種方法。3)漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度長時間序列變化規(guī)律分析�；谑占�165景覆蓋漫灣壩區(qū)的有效無云的HJ-CCD衛(wèi)星數(shù)據(jù),利用建立單波段模型估算研究區(qū)域2009年~2014年總懸浮物濃度分布,分析6年間漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度年、季和月度變化的變化情況,以及空間變化情況。為了解研究區(qū)總懸浮物濃度分布原因,研究了其與降水、風速等自然因素之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)漫灣壩區(qū)懸浮物濃度時間分布與與當?shù)卦吕塾嫿邓當?shù)據(jù)的相關(guān)性為0.78,存在較為顯著的相關(guān)性。為了了解懸浮物濃度與壩體之間的關(guān)系,研究了懸浮物濃度與距壩體之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),其懸浮物濃度分布與壩體距離的相關(guān)性不大。
【關(guān)鍵詞】：漫灣壩區(qū) HJ-CCD 懸浮物濃度模型 暗像元 時空變化
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X87;X52
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 論文選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢10-13
• 1.2.1 總懸浮物濃度遙感反演研究近況10-11
• 1.2.2 大氣校正算法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 長時間序列分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究目標及內(nèi)容、研究方法13-15
• 1.3.1 研究目標13
• 1.3.2 研究內(nèi)容13-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 水色遙感基礎理論和方法17-21
• 2.1 水色遙感基礎理論17-18
• 2.2 常見水色遙感反演方法18-20
• 2.2.1 經(jīng)驗模型18-19
• 2.2.2 半解析模型19
• 2.2.3 分析模型19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源21-29
• 3.1 研究區(qū)概況21
• 3.2 實驗及數(shù)據(jù)獲取21-25
• 3.2.1 實驗設計22-23
• 3.2.2 實測光譜數(shù)據(jù)獲取23-25
• 3.3 室內(nèi)試驗及數(shù)據(jù)獲取25-28
• 3.3.1 研究區(qū)域衛(wèi)星數(shù)據(jù)及輔助數(shù)據(jù)獲取25-27
• 3.3.2 懸浮物濃度數(shù)據(jù)獲取27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 漫灣壩區(qū)懸浮物濃度模型的構(gòu)建29-40
• 4.1 研究區(qū)數(shù)據(jù)預處理29-32
• 4.1.1 衛(wèi)星數(shù)據(jù)預處理29-30
• 4.1.2 HJ-CCD的大氣校正30-32
• 4.1.3 光譜數(shù)據(jù)波段等效32
• 4.2 研究區(qū)數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析32-35
• 4.2.1 大氣校正效果分析32-33
• 4.2.2 實測懸浮物濃度分布情況33-35
• 4.3 漫灣壩區(qū)懸浮物濃度模型的構(gòu)建與檢驗35-39
• 4.3.1 懸浮物濃度反演模型的建立35-38
• 4.3.2 懸浮物濃度反演模型的檢驗38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度時空分布規(guī)律40-50
• 5.1 漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度年度分布40-42
• 5.2 漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度季節(jié)分布情況42-43
• 5.3 漫灣壩區(qū)總懸浮物濃度月度變化規(guī)律43-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 第6章 總結(jié)與展望50-52
• 6.1 總結(jié)50-51
• 6.2 展望51-52
• 參考文獻52-57
• 攻讀碩士期間論文發(fā)表與科研情況57-58
• 致謝58

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本文編號：770981