【摘要】： 湖泊水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為全球性的環(huán)境問題之一。近年來由于氣候變暖和人類活動(dòng)的雙重作用,造成蒙新高原區(qū)湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)日益惡化,直接威脅到湖區(qū)周圍脆弱的生態(tài)系統(tǒng)和沿湖人們的生產(chǎn)生活。因此必須加強(qiáng)湖泊水質(zhì)的監(jiān)測和治理。常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測費(fèi)時(shí)費(fèi)力,并且很難反映湖泊的整體水質(zhì)狀態(tài),而遙感技術(shù)可以快速、及時(shí)的提供整個(gè)湖區(qū)的水質(zhì)狀態(tài),具有監(jiān)測范圍廣、成本低和便于進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測的特殊優(yōu)勢,在湖泊水質(zhì)監(jiān)測中具有巨大的應(yīng)用潛力。 本文的研究目的是通過開展湖泊水體水質(zhì)遙感監(jiān)測的方法和技術(shù)研究,發(fā)展適合湖泊水體水質(zhì)監(jiān)測的多光譜波段分析技術(shù),形成具有可操作性的中低分辨率多光譜水質(zhì)遙感監(jiān)測方法和技術(shù)。在總結(jié)分析國內(nèi)外水質(zhì)遙感監(jiān)測和湖泊富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)識(shí)別研究領(lǐng)域已有的理論、技術(shù)和方法的基礎(chǔ)上,將烏梁素海作為研究區(qū),以湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)識(shí)別指標(biāo)總氮、總磷、葉綠素a、化學(xué)需氧量和透明度為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了利用Landsat5 TM遙感數(shù)據(jù)反演湖泊水體水質(zhì)組分的方法和技術(shù)。研究內(nèi)容涉及遙感數(shù)據(jù)的獲取及與其同步(準(zhǔn)同步)的地面數(shù)據(jù)采集、遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理、水質(zhì)參數(shù)的光譜特征分析、波段數(shù)據(jù)分析和最佳波段和波段組合的選擇、利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量反演模型及模型精度的分析和檢驗(yàn),最后利用模糊模式識(shí)別交叉迭代模型對(duì)水質(zhì)濃度遙感反演數(shù)據(jù)進(jìn)行了湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識(shí)別研究,并將識(shí)別結(jié)果與湖泊水體實(shí)際調(diào)查的富營養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。本文研究重點(diǎn)放在利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量反演模型研究和利用模糊模式識(shí)別交叉迭代模型對(duì)水質(zhì)濃度遙感反演數(shù)據(jù)進(jìn)行了湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識(shí)別研究上。 研究結(jié)果顯示Landsat5 TM遙感數(shù)據(jù)的1—4波段對(duì)湖泊水體水質(zhì)參數(shù)反應(yīng)比較靈敏,且與單波段相比,波段組合比值算法與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)性有明顯的提高。利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建了適合湖泊水體水質(zhì)濃度遙感反演模型,水質(zhì)濃度遙感反演平均誤差控制在±25%。在驗(yàn)證了以模糊模式識(shí)別交叉迭代模型作為計(jì)算原理開發(fā)的湖泊富營養(yǎng)狀態(tài)識(shí)別MATALB計(jì)算程序的準(zhǔn)確性和可靠性的基礎(chǔ)上,利用該程序?qū)b感反演得到的烏梁素海2006年5月～10月對(duì)應(yīng)的5個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的反演濃度進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識(shí)別研究。湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)識(shí)別結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合。 文章最后概括總結(jié)本文主要研究的內(nèi)容及取得的成果,并對(duì)存在問題進(jìn)行了探討及對(duì)有待進(jìn)一步研究的問題進(jìn)行了展望。
【圖文】：

3 研究數(shù)據(jù)采集與處理方法3.1 研究區(qū)概況烏梁素海為黃河改道而形成的河跡湖，是黃河流域最大的淡水湖泊，也是地球上同一緯度最大的自然濕地。2002 年，烏梁素海被國際濕地公約組織正式列入國際重要濕地名錄，成為深受國際社會(huì)關(guān)注的濕地系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)區(qū)。烏梁素海位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市烏拉特前旗境內(nèi)（如圖 7.a 所示），介于北緯 40o36′～41o03′，東經(jīng) 108o43′～108o57′之間，據(jù) 2006 年 TM 影像解譯后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，現(xiàn)有水域面積 381.375km2(含人工蘆葦面積)，湖泊水位控制高程 1018.5m，水深約 0.5～3m，其中水深在 0.8～1.0m 的水域占 80%，蓄水量約2.5～3 億 m3。河口總排干小海子

時(shí)相 LS5-TM-20衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)30研究云覆時(shí)相 LS5-TM-2衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)30研究云覆時(shí)相 LS5-TM-200衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)30研究區(qū)云覆蓋時(shí)相 LS5-TM-200衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)20研究區(qū)云覆蓋時(shí)相 LS5-TM-200衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)40研究區(qū)云覆蓋時(shí)相 LS5-TM-200衛(wèi)星 Landsat-5 開始傳感器 TM 結(jié)束條帶號(hào) 128 中央行編號(hào) 32 中央平均云覆蓋量(%)0研究區(qū)云覆蓋
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X832

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本文編號(hào)：2657361