近些年來,伴隨著經濟的發(fā)展和湖泊流域人類活動的加劇,我國部分湖泊富營養(yǎng)化導致的水華現象日趨嚴重。藻類爆發(fā)時聚集在水面因為其光譜特征與植物類似,與水體特征差異較大,所以采用光學遙感可以有效的對水體水華進行識別。但是光學遙感只能在白天觀測,且受到云、雨等氣象因素限制較多。而合成孔徑雷達（synthetic aperture radar,SAR）具備全天候、全天時、不受天氣影響及具有一定穿透性的特點,較好的彌補了光學遙感的不足。隨著SAR技術的日益成熟,微波遙感監(jiān)測水環(huán)境愈發(fā)受到重視,因此,基于SAR的水華監(jiān)測、識別的研究,具有非常重要的意義。本文以中國典型的水華多發(fā)水體太湖為例,以巢湖及丹江口水庫為驗證,開展基于SAR圖像的水華監(jiān)測識別研究。以SAR圖像的暗斑為主要研究對象。“暗斑”指的是由于水華降低雷達后向散射,導致在SAR圖像上所呈現低灰度區(qū)域。但是諸如“低風速”水面等目標也會降低雷達后向散射,形成類似暗斑現象,給單獨使用SAR圖像識別水華造成干擾。本文綜合應用相關分割算法進行圖像暗斑的前期分割處理,采用同步光學影像標記已分割好暗斑的屬性,結合SAR圖像中水面各區(qū)域的散射特征、幾何特征... 

【文章來源】：河南大學河南省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究區(qū)域：丹江口水庫、巢湖、太湖

圖 2-1 常見水生植物反射率光譜圖）常用水華識別光譜指數浮藻指數(FAI)指數 FAI(FloatingAlgae Index)，使用紅光、近紅外和短波紅外波段。=， ′，，=,+ (, ,) × ( )/( )= ( cosΘ ) 瑞利(Rayleigh)散射反射率， 是去除瑞麗散射的反射率。 是輻感器輻射率， 垂直入射陽光輻射照度。歸一化植被指數 NDVI

動會接收到不同位置上相同目標地物的回波信號。信號組合成二維矩陣，從現對目標的二維成像。SAR 圖像紋理豐富，圖像有良好的對比度且輪廓比晰，圖像上目標地物能展示較多細節(jié)歸功于其較高的分辨率，SAR 較短的線在不斷“運動”的方式下相當于合成一個等效的大天線，提高了方位向分；距離向上通過對接收到的寬帶信號進行脈沖壓縮的方法實現高分辨率。這得到了一幅高分辨率的二維遙感圖像，也是 SAR 成像的基本原理。圖 2-3 給出了 SAR 成像的幾何關系，雷達在軌道上勻速前進并接收回波，觀測后對信號處理合成得到 SAR 圖像。信號通過雷達發(fā)射表達式為：( ) = [ ( ) ( ) ( 2 )](2-5)其中 為調頻信號斜率， 為信號載頻， 為信號的脈沖寬度。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FAI方法的洱海藍藻水華遙感監(jiān)測[J]. 張嬌,陳莉瓊,陳曉玲.  湖泊科學. 2016(04)
[2]基于MODIS植被指數時間譜的太湖2001年—2013年藍藻爆發(fā)監(jiān)測[J]. 李瑤,張立福,黃長平,王晉年,岑奕.  光譜學與光譜分析. 2016(05)
[3]丹江口水庫庫區(qū)近20年的月水域變化分析[J]. 董亞東,楊文宇.  中國西部科技. 2016(01)
[4]基于MODIS數據的日照市近海滸苔監(jiān)測及影響因子分析[J]. 孫慧,謝小平.  國土資源遙感. 2016(01)
[5]基于HJ-1衛(wèi)星的丹江口庫區(qū)水質遙感監(jiān)測研究[J]. 朱玉霞,張杰,劉銳,王英才.  環(huán)境科技. 2014(05)
[6]基于MODIS數據的2000-2013年洞庭湖水華時空變化研究[J]. 張維,趙運林,薛云,劉鳳姣.  電腦與電信. 2014(Z1)
[7]基于極化參數的SVM海上溢油識別[J]. 鄒亞榮,梁超,曾韜.  海洋學研究. 2013(03)
[8]基于SAR紋理特征的海面溢油識別研究[J]. 孫芳芳.  中國水運(下半月). 2013(09)
[9]基于實測光譜分析和MODIS數據鄱陽湖葉綠素a濃度估算[J]. 張永杰,王卷樂,冉盈盈,楊飛,曹曉明,郭海會.  長江流域資源與環(huán)境. 2013(08)
[10]基于MODIS植被指數的太湖藍藻信息提取方法研究[J]. 李亞春,孫佳麗,謝志清,謝小萍.  氣象科學. 2011(06)

博士論文
[1]內陸水體藍藻水華主被動遙感監(jiān)測研究[D]. 王甘霖.華東師范大學 2015

碩士論文
[1]太湖藍藻水華的遙感監(jiān)測預警研究[D]. 呂凱.中國地質大學(北京) 2015
[2]基于環(huán)境1號衛(wèi)星的藍藻水華提取方法研究[D]. 郭望成.南京師范大學 2011
[3]支持向量機分類算法研究與應用[D]. 彭璐.湖南大學 2007



本文編號：3130079