【摘要】：鄱陽(yáng)湖作為我國(guó)第一大淡水湖泊,具有明顯的過(guò)水性、吞吐性典型湖泊特征,其總懸浮物濃度分布時(shí)間和空間差異較大。因此僅依靠地面點(diǎn)監(jiān)測(cè)難以客觀反映水體總懸浮物濃度時(shí)空變化規(guī)律。衛(wèi)星遙感作為一種長(zhǎng)時(shí)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(cè)野外觀測(cè)不便、數(shù)據(jù)獲取困難等問(wèn)題。本文以時(shí)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(yáng)湖水體總懸浮物濃度變化遙感監(jiān)測(cè)為目標(biāo),開(kāi)展模型算法研究與時(shí)空動(dòng)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(cè)�？紤]內(nèi)陸水體復(fù)雜特性,綜合對(duì)比分析不同衛(wèi)星光學(xué)遙感器數(shù)據(jù),以鄱陽(yáng)湖渾濁水體為典型研究區(qū)域,選用了較高時(shí)間、空間分辨的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù),嘗試遙感監(jiān)測(cè)鄱陽(yáng)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(cè)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(hào)剔除困難的問(wèn)題,能達(dá)到較高的監(jiān)測(cè)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(gè)航次的鄱陽(yáng)湖野外LISST (Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)激光粒徑分析儀現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)考慮水體不同粒徑分布的懸浮顆粒物對(duì)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。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(jí)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(yáng)湖總懸浮物濃度時(shí)空變化規(guī)律研究。選取鄱陽(yáng)湖151景無(wú)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(yáng)湖近4年來(lái)水體總懸浮物濃度時(shí)空分布格局及其變化趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：從2009年-2011年鄱陽(yáng)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(yáng)湖南北兩個(gè)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(shì),主要原因是位于鄱陽(yáng)湖中部的主采砂區(qū)近幾年來(lái)采砂活動(dòng)頻繁和采砂強(qiáng)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(cè)。結(jié)合鄱陽(yáng)湖總懸浮物濃度遙感反演時(shí)序統(tǒng)計(jì)結(jié)果,分析鄱陽(yáng)湖南北湖區(qū)水體總懸浮物濃度時(shí)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(dòng)強(qiáng)度,結(jié)合采砂區(qū)實(shí)測(cè)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(yáng)湖松門山島的主采砂區(qū)年采砂量在6000萬(wàn)噸以上,采砂強(qiáng)度有逐年增加的趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X832

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678960