鄱陽湖水沙時空變化遙感監(jiān)測研究
本文關鍵詞:鄱陽湖水沙時空變化遙感監(jiān)測研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:鄱陽湖是我國重要的濕地生態(tài)系統(tǒng),對調(diào)節(jié)流域的水沙變化有著重要作用,然而近年來由于湖區(qū)周邊經(jīng)濟開發(fā),環(huán)境問題越來越突出,威脅著人們的健康及環(huán)境與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此對鄱陽湖的生態(tài)保護及有效監(jiān)測湖區(qū)水沙的動態(tài)變化有著重要的現(xiàn)實意義。本文以鄱陽湖水域為研究區(qū),利用近13年的MODIS影像數(shù)據(jù),每個月采用各自合適的NDVI閾值進行鄱陽湖水域范圍的提取,并利用空間分辨率更高的HJ-CCD影像采用決策樹模型進行近5年的鄱陽湖水域提取,驗證同一時間不同分辨率的遙感影像提取結果的差異,結果表明兩者的提取結果基本一致。然后通過鄱陽湖水域范圍的時空動態(tài)變化分析表明:鄱陽湖水域范圍無論年際還是年內(nèi)的動態(tài)變化幅度都很大,總體來說,湖水水位從每年的4月開始上漲,8~9月維持在高水位狀態(tài),為洪季;10月水位開始緩慢下降,水域面積慢慢縮小,為枯季。最后建立鄱陽湖湖口水位與水域面積關系模型,多項式模型擬合效果最好,R2值達0.8727。利用三個航次鄱陽湖野外實測光譜數(shù)據(jù)、懸浮泥沙濃度數(shù)據(jù),建立未分類所有水體的經(jīng)驗反演模型。然后根據(jù)實測的光譜曲線形態(tài)特征將鄱陽湖水體分為特別渾濁、中等渾濁、輕度渾濁、清水區(qū)、特別清澈等5種水體類型,然后據(jù)此原理建立基于斜率的鄱陽湖水體分類算法,應用于遙感影像進行分類;將分類后的各類水體分別建立各自合適的反演模型進行反演,發(fā)現(xiàn)每類水體類型的最優(yōu)懸浮泥沙反演模型都是各自水體類型的比值模型中的二次函數(shù)模型。最后建立基于水體吸收和散射的固有光學量的懸浮泥沙半分析反演模型,對比三種反演模型結果表明基于水體分類的經(jīng)驗反演模型效果最好,平均絕對誤差為0.00217g/L,平均相對誤差為3.022%。將鄱陽湖水體分類算法應用于近20年(1996年至2012年)的遙感影像進行各種水體類型的時空動態(tài)變化,結果顯示鄱陽湖的水體正在不斷的變渾濁;然后將懸浮泥沙反演效果更好的基于分類的經(jīng)驗模型應用于2013年和2014年的遙感影像,結果表明鄱陽湖泥沙濃度呈現(xiàn)出入江通道和松門山北面水體附近的懸浮泥沙濃度最高,最高達0.509988g/L;五大河入湖處附近的懸浮泥沙也較高;但是鄱陽湖的中心湖區(qū)以及湖區(qū)東北部的懸浮泥沙濃度都較低,最低達0.001333g/L;基本趨勢是從北向南、自西向東逐漸降低。最后,探討鄱陽湖水沙時空變化機理,表明鄱陽湖主要受到氣象水文特征等自然因素和湖區(qū)圍墾、人為因素造成的水土流失和水利工程修建等人為因素的雙重影響。
【關鍵詞】:鄱陽湖 遙感 水沙時空變化 水體分類
【學位授予單位】:江西理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:P332;P237
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstarct5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 研究背景與意義9-10
- 1.1.1 研究背景9
- 1.1.2 研究意義9-10
- 1.2 鄱陽湖水沙研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.1 鄱陽湖水沙傳統(tǒng)研究10-11
- 1.2.2 鄱陽湖水沙遙感研究11-12
- 1.2.3 存在問題12
- 1.3 研究內(nèi)容及技術流程12-14
- 1.4 論文安排14-15
- 第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理15-21
- 2.1 研究區(qū)概況15-17
- 2.2 數(shù)據(jù)處理17-21
- 2.2.1 遙感影像數(shù)據(jù)17-19
- 2.2.2 實測光譜數(shù)據(jù)19
- 2.2.3 泥沙濃度數(shù)據(jù)19-21
- 第三章 鄱陽湖水域的時空變化21-34
- 3.1 水域提取模型21-24
- 3.2 水域的季節(jié)變化24-29
- 3.3 水域的年際變化29-32
- 3.4 水域水位與面積的關系32-34
- 第四章 懸浮泥沙反演模型34-57
- 4.1 鄱陽湖實測水體光學分類34-38
- 4.2 遙感影像的水體光學分類38-40
- 4.3 懸浮泥沙經(jīng)驗反演模型40-53
- 4.3.1 實驗結果40-42
- 4.3.2 相關分析42-44
- 4.3.3 模型構建44-53
- 4.4 懸浮泥沙半分析反演算法53-55
- 4.4.1 吸收系數(shù)53
- 4.4.2 散射系數(shù)53-54
- 4.4.3 模型構建54-55
- 4.5 精度分析55-57
- 第五章 鄱陽湖懸浮泥沙的時空變化57-68
- 5.1 鄱陽湖水體類型的時空變化57-61
- 5.2 懸浮泥沙定量的時空變化61-64
- 5.3 水沙時空變化機理分析64-68
- 第六章 結論與展望68-71
- 6.1 結論68-69
- 6.2 展望69-71
- 參考文獻71-74
- 致謝74-75
- 攻讀學位期間的研究成果75-76
【參考文獻】
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