本文關鍵詞：華北平原淺層地下水水質地表影響要素遙感分析與預測

  更多相關文章： 地下水水質 遙感 地理加權回歸 普通最小二乘 空間預測

【摘要】：華北平原是我國重要的北方農業(yè)基地和經濟中心,也是我國缺水最嚴重的區(qū)域之一,地下水作為其主要的供水源,地下水的安全問題至關重要。隨著社會經濟的飛速發(fā)展,目前華北平原面臨嚴重的地下水污染問題,對社會經濟和人們的生活帶來了嚴重的威脅。因為地下水資源深埋地下,對于地下水污染嚴重的問題,控制的意義遠遠大于治理。與深層地下水相比,淺層地下水污染與地表因素的聯(lián)系更加密切。遙感技術作為地球信息科學里的前沿技術,是目前最有效的信息獲取手段和對地觀測技術,將其運用到對區(qū)域淺層地下水水質分析的研究中,是對大尺度區(qū)域內地下水水質遙感研究的一種嘗試。因此本文將對華北平原淺層地下水水質進行遙感分析。本文以華北平原典型剖面:保定——滄州,石家莊——衡水——德州兩條剖面及其周邊區(qū)域為研究區(qū)開展研究。影響淺層地下水水質的地表要素分為:污染源因素、氣象因素、地形因素、植被因素。本文所研究的淺層地下水水質指標是化學耗氧量(COD)和三氮(3N),主要研究內容包括:(1)對研究區(qū)淺層地下水水質指標COD和3N數(shù)據(jù)進行空間非平穩(wěn)性檢驗。全局Moran指數(shù)顯示:COD和3N這兩個水質指標在空間上表現(xiàn)為明顯的自相關性,而且具有很強的空間聚集性,這一特征為實現(xiàn)GWR模型提供了理論基礎。(2)分別構建地理加權回歸(GWR)模型和最小二乘(OLS)模型,并對模型的性能和精度進行對比分析。(3)分別利用氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)反演數(shù)據(jù)構建GWR模型,對比不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)對模型性能的影響。(4)利用克里金插值和已建立的GWR模型對整個研究區(qū)的COD和3N值進行預測分析,制作整個區(qū)域的地下水水質預測圖。本文得到的主要結論概括如下:(1)淺層地下水水質指標COD和3N在空間上具有明顯的空間自相關性,對其建立GWR模型和OLS模型,通過驗證它們的相關參數(shù)得出:地理加權回歸模型GWR比全局回歸模型OLS的擬合效果更好。(2)利用遙感數(shù)據(jù)產品反演得到的值作為自變量可以代替氣象站實測值來構建模型進行大尺度區(qū)域的遙感分析方法可行,節(jié)約數(shù)據(jù)獲取成本且模型精度也有所提高。(3)利用已經建立的GWR模型對全區(qū)域淺層地下水水質進行預測分析,制作全區(qū)域預測圖,為華北平原地下水制定各種政策措施提供數(shù)據(jù)支撐。
【關鍵詞】：地下水水質 遙感 地理加權回歸 普通最小二乘 空間預測
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X87
【目錄】：

• 中文摘要6-7
• 英文摘要7-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 選題目的與研究意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 地下水水質研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 遙感在地下水研究中的應用現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 GWR模型應用研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內容與方法17-20
• 1.3.1 研究內容17-18
• 1.3.2 研究方法18
• 1.3.3 技術路線18-20
• 2 研究區(qū)概況20-26
• 2.1 自然地理概況20-23
• 2.2 社會經濟概況23
• 2.3 水文地質概況23-26
• 3 研究方法與模型概述26-36
• 3.1 探索性空間數(shù)據(jù)分析26-29
• 3.1.1 全局空間自相關分析26-27
• 3.1.2 局部空間自相關分析27-29
• 3.2 空間內插法29-31
• 3.2.1 空間內插法選擇29-30
• 3.2.2 Kriging空間內插法30-31
• 3.3 GWR模型簡介31-36
• 3.3.1 模型原理31-33
• 3.3.2 空間權函數(shù)的選擇33-34
• 3.3.3 帶寬的確定和優(yōu)化34-35
• 3.3.4 GWR模型適宜性分析35-36
• 4 數(shù)據(jù)獲取與預處理36-42
• 4.1 數(shù)據(jù)源選取36-38
• 4.2 因素量化38-42
• 4.2.1 地表污染源作用分值39
• 4.2.2 Kriging空間插值獲取地表要素39-40
• 4.2.3 遙感數(shù)據(jù)預處理40-42
• 5 區(qū)域地下水水質分析實例42-62
• 5.1 淺層地下水水質空間分析42-48
• 5.1.1 樣品采集與測試42-43
• 5.1.2 空間不平穩(wěn)性分析43-45
• 5.1.3 空間自相關分析45-48
• 5.2 空間分析模型構建48-51
• 5.2.1 變量選擇48-49
• 5.2.2 模型建立49-51
• 5.3 空間模型對比分析51-57
• 5.3.1 GWR模型與OLS模型結果對比分析51-54
• 5.3.2 不同數(shù)據(jù)源的GWR模型結果比較54-56
• 5.3.3 GWR模型結果分析56-57
• 5.4 區(qū)域水質預測57-62
• 5.4.1 基于Kriging空間內插的水質估計57
• 5.4.2 基于GWR模型的水質預測57-61
• 5.4.3 預測結果分析61-62
• 6 結論與展望62-64
• 6.1 結論62-63
• 6.2 創(chuàng)新點63
• 6.3 展望63-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文與參加項目70

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王現(xiàn)國,劉丕新,務宗偉;農村淺層地下水污染特征及防治對策[J];地下水;2005年04期

2 俞光明;劉紅櫻;張?zhí)?蘇晶文;沈莽庭;黎偉;;杭州市淺層地下水有機污染及其風險初步評價[J];資源調查與環(huán)境;2007年03期

3 廖婧琳;蘇躍;李航;劉方;馮澤蔚;;喀斯特山區(qū)不同農作方式下土壤質量變化對淺層地下水質量的影響[J];農業(yè)環(huán)境科學學報;2010年12期

4 狄效斌;;煤礦開采對常村煤礦淺層地下水的影響分析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年06期

5 蘇自武;;某廠區(qū)范圍淺層地下水污染現(xiàn)狀動態(tài)模擬[J];西部探礦工程;2013年07期

6 李春生;婁玉芹;;焦作市淺層地下水污染現(xiàn)狀分析評價[J];河南地質;1993年01期

7 岳梅;淮南市區(qū)淺層地下水水質污染預測模型探討[J];地下水;2002年02期

8 和卓鋒;;茂名市區(qū)淺層地下水污染現(xiàn)狀及防治措施[J];西部探礦工程;2006年S1期

9 陸徐榮;王茂亭;周愛國;黃敬軍;陸華;楊磊;;淮河水污染對環(huán)洪澤湖地區(qū)淺層地下水影響規(guī)律初探[J];地下水;2007年05期

10 李定龍;任新;張文藝;那金;馬建鋒;;淮河流域盱眙段淺層地下水氟的特征及成因分析[J];江蘇工業(yè)學院學報;2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李貴明;;河南省商丘市淺層地下水水質污染分區(qū)[A];中國煤炭學會礦井地質專業(yè)委員會2008年學術論壇文集[C];2008年

2 代杰瑞;楊恩秀;龐緒貴;王增輝;胡雪平;鄭偉軍;;山東省東部地區(qū)淺層地下水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價[A];“資源保障 環(huán)境安全——地質工作使命”華東六省一市地學科技論壇文集[C];2011年

3 羅克勇;;無錫地區(qū)淺層地下水土腐蝕性評價[A];地球科學與社會可持續(xù)發(fā)展——2005年華東六省一市地學科技論壇論文集[C];2005年

4 蘇維詞;;貴州喀斯特山區(qū)淺層地下水開發(fā)、利用模式[A];現(xiàn)代地理科學與貴州社會經濟[C];2009年

5 隗玉霞;張圣廣;;淄博市淺層地下水污染分析[A];山東水利學會第八屆優(yōu)秀學術論文匯編[C];2003年

6 王雪蓮;楊忠山;黃振芳;竇艷兵;;北京市某區(qū)縣淺層地下水“三氮”超標原因初探[A];地下水開發(fā)利用與污染防治技術�？痆C];2009年

7 姜月華;周迅;賈軍元;周權平;李云峰;李云;;江蘇溧陽某地淺層地下水有機污染特征及其啟示[A];中國礦物巖石地球化學學會第13屆學術年會論文集[C];2011年

8 魏秀琴;;河南省平原區(qū)淺層地下水環(huán)境演化趨勢分析[A];河南地球科學通報2008年卷（中冊）[C];2008年

9 賈曉青;任啟偉;陳植華;;蘇錫常地區(qū)淺層地下水系統(tǒng)可采資源量評價[A];地球科學與社會可持續(xù)發(fā)展——2005年華東六省一市地學科技論壇論文集[C];2005年

10 朱春林;饒春富;楊廣珠;;滇中紅層淺層地下水特征及開發(fā)利用研究[A];地下水勘查技術現(xiàn)場研討會暨第四屆全國水文物探學術交流會論文摘要集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈永志;揚州加強城區(qū)淺層地下水管理[N];中國水利報;2004年

2 李榮華;銀川淺層地下水今后2年將減少6億立方米[N];華興時報;2008年

3 記者 錢蘭;淺層地下水開發(fā)潛力較大[N];泰州日報;2009年

4 通訊員 李要尊 李明良 記者 趙紅梅;我省淺層地下水水位上升[N];河北日報;2013年

5 李凱;天津咸水區(qū)打出淺層地下水示范井[N];地質勘查導報;2008年

6 記者　 徐琦;淺層地下水半數(shù)遭污染[N];中國環(huán)境報;2006年

7 記者 孫宇浩;蘇錫常地區(qū)淺層地下水家底摸清[N];中國礦業(yè)報;2006年

8 特約記者 劉后昌;一圖在手 凈水可求[N];中國測繪報;2010年

9 曹曜;創(chuàng)新淺層地下水開采工藝[N];中國礦業(yè)報;2006年

10 楊煥星;探明雷州40畝農田沉陷原因[N];中國礦業(yè)報;2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 龍文華;通遼地區(qū)淺層地下水化學特征演化研究[D];中國地質大學（北京）;2010年

2 謝先軍;大同盆地淺層地下水環(huán)境中砷的來源與遷移轉化規(guī)律研究[D];中國地質大學;2008年

3 秦雨;淺層地下水中萘的遷移轉化機理及模擬預測研究[D];吉林大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 靜秀明;南四湖地區(qū)淺層地下水地球化學特征及評價預測[D];中國地質大學(北京);2015年

2 劉鑫;淺層地下水對天津地鐵工程的影響研究[D];西南交通大學;2015年

3 秦雪;西湖流域淺層地下水氮污染源解析[D];浙江工業(yè)大學;2015年

4 楊麗;環(huán)鄱陽湖流域淺層地下水水文地球化學特征研究[D];東華理工大學;2016年

5 占凌之;南方某鈾礦山尾礦庫周邊水環(huán)境污染與評價[D];東華理工大學;2015年

6 田夢莎;巴中市恩陽區(qū)鳳凰廟紅層區(qū)淺層地下水水文地球化學特征[D];成都理工大學;2016年

7 姜振飛;華北平原淺層地下水水質地表影響要素遙感分析與預測[D];山東農業(yè)大學;2016年

8 李文文;淺層地下水敏感性研究[D];山東農業(yè)大學;2009年

9 李曉穎;遼河流域典型區(qū)淺層地下水氟污染特征與生態(tài)效應分析[D];沈陽大學;2010年

10 劉園園;淮南市淺層地下水水質特征及綜合評價[D];安徽理工大學;2012年

，

本文編號：898684