【摘要】：鄱陽湖作為我國第一大淡水湖泊,具有明顯的過水性、吞吐性典型湖泊特征,其總懸浮物濃度分布時間和空間差異較大。因此僅依靠地面點監(jiān)測難以客觀反映水體總懸浮物濃度時空變化規(guī)律。衛(wèi)星遙感作為一種長時間和大范圍獲取地表信息的技術(shù)手段,在一定程度上能夠解決水體監(jiān)測野外觀測不便、數(shù)據(jù)獲取困難等問題。本文以時間序列的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD傳感器數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,以鄱陽湖水體總懸浮物濃度變化遙感監(jiān)測為目標,開展模型算法研究與時空動態(tài)變化規(guī)律分析。本文主要研究成果如下： 1. HJ-1A/1BCCD總懸浮物指數(shù)法遙感監(jiān)測�？紤]內(nèi)陸水體復(fù)雜特性,綜合對比分析不同衛(wèi)星光學(xué)遙感器數(shù)據(jù),以鄱陽湖渾濁水體為典型研究區(qū)域,選用了較高時間、空間分辨的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù),嘗試遙感監(jiān)測鄱陽湖水體總懸浮物濃度。提出了一種總懸浮物指數(shù)TSMI (Total Suspended Matter Index)的遙感監(jiān)測方法,以CCD瑞利散射校正后的遙感反射率結(jié)果作為數(shù)據(jù)輸入,分析CCD紅光通道指數(shù)在不同渾濁程度水體中總懸浮物濃度所表現(xiàn)的基線高度的變化,有效解決了渾濁水體傳統(tǒng)水色遙感大氣校正處理中分子-氣溶膠多次散射信號剔除困難的問題,能達到較高的監(jiān)測精度,提高了非水色遙感器在渾濁水體區(qū)域的遙感應(yīng)用潛力。 2.考慮懸浮物粒徑分布的TSMI旨數(shù)總懸浮物濃度反演。以2008年、2009年和2011年三個航次的鄱陽湖野外LISST (Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)激光粒徑分析儀現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),綜合分析基于HJ-1A/1B CCD傳感器數(shù)據(jù)TSMI指數(shù)與懸浮物濃度之間的關(guān)系。重點考慮水體不同粒徑分布的懸浮顆粒物對光譜的敏感程度與總懸浮物質(zhì)量濃度的影響,并應(yīng)用實測數(shù)據(jù)對反演結(jié)果進行精度驗證和評價。該方法能有效避免傳統(tǒng)渾濁水體遙感大氣校正和總懸浮物濃度反演相結(jié)合的多級模型誤差的累積效應(yīng),能有效提高約10%的總懸浮物濃度遙感反演精度。 3.鄱陽湖總懸浮物濃度時空變化規(guī)律研究。選取鄱陽湖151景無云HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD傳感器數(shù)據(jù),應(yīng)用TSMI總懸浮物濃度遙感反演結(jié)果,分析鄱陽湖近4年來水體總懸浮物濃度時空分布格局及其變化趨勢。實驗結(jié)果顯示：從2009年-2011年鄱陽湖水體總懸浮物濃度具有明顯的季節(jié)性特征,枯水期總懸浮物濃度較高,豐水期較低。鄱陽湖南北兩個湖區(qū)水體總懸浮物濃度空間分布差異較大,分析總懸浮物濃度的日、季相、年際變化特征,南湖區(qū)水體總懸浮物濃度年際變化不大,北湖區(qū)持續(xù)升高,南北湖區(qū)差異有增加的趨勢,主要原因是位于鄱陽湖中部的主采砂區(qū)近幾年來采砂活動頻繁和采砂強度增加的影響。 4.基于HJ-1A/1B CCD數(shù)據(jù)的采砂區(qū)遙感監(jiān)測。結(jié)合鄱陽湖總懸浮物濃度遙感反演時序統(tǒng)計結(jié)果,分析鄱陽湖南北湖區(qū)水體總懸浮物濃度時空分布差異特征,考慮水體總懸浮物濃度空間分布年際差異變化,確定采砂區(qū)范圍并分析采砂活動強度,結(jié)合采砂區(qū)實測水深數(shù)據(jù),估算采砂量。結(jié)果顯示：從2009-2011年間,位于鄱陽湖松門山島的主采砂區(qū)年采砂量在6000萬噸以上,采砂強度有逐年增加的趨勢。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X832

【參考文獻】

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本文編號：2678960