基于遙感的水質(zhì)監(jiān)測與時空分析

時間：2007-03-16 來源： 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院測量與國土信息工程系 作者：謝歡

摘 要:水污染問題日漸嚴(yán)重，及時、準(zhǔn)確地了解水體水質(zhì)狀況和變化趨勢，對于更好的管理水資源和保護(hù)水環(huán)境具有十分重要的意義。作為常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測方法的必要補(bǔ)充，遙感技術(shù)監(jiān)測水質(zhì)具有監(jiān)測范圍廣、速度快、成本低和便于長期動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢，同時還能發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染遷移特征。近年來國內(nèi)外對內(nèi)陸水體水質(zhì)遙感監(jiān)測開展了一系列的研究，但是針對黃浦江上游地區(qū)的研究還甚少，為了使用遙感的方法實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測，并對水質(zhì)變化的時空特征進(jìn)行研究，本文首先根據(jù)歷年水質(zhì)數(shù)據(jù)，對黃浦江上游水質(zhì)的分布特點(diǎn)進(jìn)行分析并了解其變化趨勢;然后以太湖水域和黃浦江上游水域?yàn)檠芯繉ο螅�開展了經(jīng)驗(yàn)法和半分析法建立水質(zhì)遙感定量估算模型的研究。

    經(jīng)驗(yàn)法研究結(jié)果顯示太湖水域的懸浮物濃度和TM第3波段的相關(guān)性較高，若采用TM第3波段和第1波段的比值能進(jìn)一步提高與懸浮物的相關(guān)性:葉綠素含量和TM第5波段和第2波段的比值的相關(guān)性高。而黃浦江上游水域的溶解氧含量和TM第3波段和第4波段的反射率的比值相關(guān)性高，本文建立的黃浦江上游溶解氧估測模型精度較高，具有較好的通用性，但是其精度在一定基礎(chǔ)上受成像大氣條件的影響。

    在此基礎(chǔ)上，本文還進(jìn)行了遙感半分析法反演水質(zhì)參數(shù)的研究，研究了便攜式非成像光譜儀地面光譜的采集和處理方法。結(jié)果表明，正確的觀測幾何和數(shù)據(jù)處理方法得到的水體光譜能有效的反映水體各組分的散射、吸收特征，702nm與675nm波段反射率比值是估測葉綠素含量的較佳波段。

       本文對黃浦江上游水域2001年7個不同月份的溶解氧含量進(jìn)行了估測，2001年黃浦江上游溶解氧變化估測結(jié)果與實(shí)測溶解氧情況相符，估測模型得出的溶解氧空間分布情況也符合了黃浦江上游有機(jī)污染分布的現(xiàn)有情況:淀山湖水質(zhì)最好，其次為上游的干流，支流水質(zhì)最差。對淀山湖水體富營養(yǎng)化和水華的產(chǎn)生情況分析表明，淀山湖水體的營養(yǎng)化程度從2000開始急劇增加，淀山湖北部的趙田湖和湖東北區(qū)水域是最易發(fā)生水華的區(qū)域，秋冬季節(jié)則是淀山湖水華的高發(fā)期。

關(guān)鍵詞:遙感水質(zhì)監(jiān)測，光譜測量，經(jīng)驗(yàn)法，半分析法，時空分析

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