基于TM数据的太湖叶绿素a浓度定量遥感反演方法研究

探讨利用常规卫星遥感数据Landsat/TM定量反演太湖叶绿素a(Chl-a)浓度的方法。在对Landsat/TM影像进行几何校正、辐射定标、大气校正等预处理的基础上,选择适于太湖Chl-a浓度定量反演的最佳波段或波段组合,采用半经验回归模型和混合光谱分解模型分别建立太湖Chl-a浓度定量反演模型,并对不同模型及反演结果进行对比分析。     

基于环境一号卫星的内陆水体水质多光谱遥感监测

基于环境一号卫星多光谱数据,针对我国内陆水体开展遥感监测研究。该研究建立分地区分季节经验模型反演叶绿素a浓度,基于生物光学模型的近红外单波段方法反演悬浮物浓度,以悬浮物浓度间接反演透明度,最终基于叶绿素a和悬浮物获得基于遥感监测的内陆水体营养状态指数。以2009年6月巢湖同步观测试验验证本文的水质参数反演算法,表明叶绿素a浓度反演精度不如悬浮物浓度,两者反演精度符合水环境监测业务需求。     

基于光谱平滑的浑浊水体叶绿素a浓度一阶微分估算模型

一阶微分处理常用于浑浊水体叶绿素a浓度的遥感估算,直接的微分处理容易扩大噪声的影响,该文使用光谱平滑降低噪声,讨论平滑处理对一阶微分估算模型的影响.对2004年夏季和2011年春季太湖水面实测光谱数据进行核回归平滑处理并建立一阶微分模型,结果表明,平滑处理后的光谱数据建立的一阶微分模型稳健性更好.将2004年7月数据建立的模型用于8月数据,2011年3月建立的模型用于4月数据,平滑处理后模型验证的均方根误差分别降低了13.1 mg/m3和3.9 mg/m3.光谱平滑对一阶微分模型应用精度的改进作用最显著,优于波段比值和三波段模型.平滑处理后的一阶微分和三波段模型应用精度较高,其中一阶微分模型使用的波段信息少,较易用于浑浊水体的叶绿素a浓度估算.     

基于Hyperion数据的南四湖叶绿素浓度反演研究

通过对2005年5月7日南四湖Hyperion高光谱影像的几何纠正和6S模型辐射校正,以及水体光谱数据分析,对22个水体样点原始光谱数据分别采用归一化处理和包络线消除处理后,以波段比值数据构建叶绿素浓度反演模型,选取相关系数最大的反演模型,获得南四湖叶绿素浓度的空间分布图。研究表明,包络线消除法能很好地去除水体的光谱曲线背景影响,突出光谱曲线的吸收和反射特征,与归一化处理相比,反演模型的相关系数都有很大提高。R700/R560波段比值数据构建的模型相关性最高,相关系数为0.834,可用于叶绿素浓度反演研究。     

松嫩平原水体中的叶绿素a和悬浮物含量反演研究

利用2013年10月7日和14日的landsat 8 ETM+遥感影像数据和松嫩平原实测的31个采样点的水体中的叶绿素a和悬浮物含量数据,采用回归分析的方法,建立松嫩平原水体中叶绿素a和悬浮物含量的反演模型。研究结果表明,将各波段反射率进行必要的数学变换和波段组合后,可以显著提高其与水体中叶绿素a和悬浮物含量的相关水平;以R4/(R2+R3)为自变量,建立的水体中叶绿素a含量的反演模型拟合效果最好;以(R5+R4)/R3为自变量,建立的水体中悬浮物含量反演模型拟合效果最好。     

基于TM数据的太湖叶绿素A浓度定量反演

利用TM(ETM)数据与准实时地面采样数据,建立太湖叶绿素浓度反演模型。结果表明,TM3/(TM1+TM4)与叶绿素A浓度的相关性最好,并以此建立了太湖叶绿素A浓度线性反演模型,但反演精度并不高,因此,建立了一个两层BP神经网络模型反演太湖的叶绿素A浓度,结果表明,神经网络模型的反演精度远高于线性反演模型,16个测试样本表明,神经网络模型反演的相对误差小于30%的有15个点,占总测试样本93.75%,而线性反演模型反演相对误差在30%以下的仅有3个点,这表明对于太湖这样一个光谱特征复杂的二类水体,可以利用神经网络模型反演水质参数。     

基于MERSI和MODIS的太湖水体叶绿素a含量反演

水体叶绿素a含量的遥感反演是监测水体光学特性、评价水体污染的一个重要指标.本文以FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS遥感影像为数据源,结合水体实测的叶绿索a含量,利用两类反射率模型,研究星载数据遥感反演叶绿素a的可行性.研究表明:基于FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS可见光-近红外通道的光谱反演模型(...     

基于高光谱反射率的江苏大丰麋鹿国家级自然保护区水体营养状态评价

以归一化和一阶微分光谱反射率为自变量,建立江苏大丰麋鹿国家级自然保护区核心区水体中的叶绿素a、总氮和总磷含量的估算方程;采用修正营养状态指数方法,评价该保护区核心区水体的营养状态。研究结果表明,叶绿素a、总氮和总磷含量的敏感波段分别为514 nm、680 nm和737 nm;以一阶微分光谱反射率为自变量建立的叶绿素a和总氮含量估算方程精度较高,以归一化光谱反射率为自变量建立的总磷含量估算方程的精度相对最高;江苏大丰麋鹿国家级自然保护区第一和第二核心区的水体处于中度富营养状态,第三核心区人工河流水体的营养状态由中度富营养向轻度富营养转变,第三核心区自然河流水体处于中、轻度富营养状态。     

基于RS的龙羊峡库区悬浮泥沙分布研究

依据含沙水体的光谱特性,在可见光的任一波段内,水体中的含沙量与水面光谱反射率成正相关关系。研究表明TM2和TM3波段能够较好的反映水体悬浮泥沙的含量,并且TM2+TM3能使水体泥沙含量差异更显著。据此以龙羊峡库区为例,通过对该区两个时相的TM影像进行水体提取、二值化、掩膜、密度分割等处理,提出了一种悬浮泥沙分布的方法。经过对比分析表明该方法可以充分利用TM数据,在缺乏足够实测数据的情况下,可以有效、快捷地得到层次丰富的泥沙分布图。     

基于半分析模型的渤海湾近岸海域悬浮泥沙浓度遥感反演

悬浮泥沙浓度是海洋质量和环境评价的重要参数之一,遥感技术可以实现对海洋水色要素基础信息实时、连续、大范围监测,是当前大尺度海洋生态环境监测的重要手段。然而,现今并没有一个通用的模型可以实现对所有复杂水体悬浮泥沙浓度的反演。该文基于野外站点观测、结合研究区水体光谱特性,构建了基于多波段准分析算法(QAA)的渤海湾近岸海域悬浮泥沙浓度遥感反演半分析模型,并利用Landsat TM遥感数据,对研究区悬浮泥沙浓度进行了反演,制作了悬浮泥沙浓度空间分布图。研究结果显示,该文构建的半分析模型与前人研究的经验统计模型相比,具有更高的精度和普适性,相对误差达到18.28%;研究区的悬浮泥沙浓度整体较低,平均泥沙浓度为27mg/L,且呈现近海大于远海、南部海域大于北部海域的规律。     

扎龙湿地克钦湖富营养化状态的高光谱遥感评价

通过分析扎龙湿地克钦湖水体高光谱反射率与水质参数的相关关系,采用单波段、波段比值等算法分别选取特征波长建立水质参数的高光谱定量模型,并且结合修正营养状态指数(TSIM)和综合营养状态指数法,对水体的富营养化程度进行了监测和评价。结果表明,单波段归一化反射率对叶绿素a估测模型效果较为理想;利用高光谱一阶微分反射率,诊断各水质参数的敏感波段,建立线性模型,确定了TN、TP、SD、CODMn的敏感波段分别为733 nm、765 nm、782 nm、680 nm。单因素水质参数评价水体富营养化水平具有一定的局限性。综合考虑多个水质指标,对水质的富营养化程度进行了评价,结果显示,克钦湖水体呈现出中营养化状态,需要采取一定的措施,防范于未然。     

基于TM光谱特征的沼泽地定量提取模式研究

要从TM影像上定量提取沼泽地信息就必须首先获取TM数据中的沼泽地波谱信息这个最基本参数。以2000年7月TM数据为数据源,在ERDAS和PCI等遥感软件支持下,运用灰度分析方法分析沼泽地及背景地物光谱特征,并以一条光谱采样剖面线分析沼泽地内部光谱结构。最终,建立了基于前述光谱特征的三个关于沼泽地信息的定量提取模式,定量提取了沼泽地的植被、积水信息以及与水田区别的参数,具有计算机上运算的可行性。     

Mapping stand volumes of Pinus halepensis Mill in a semi-arid region using satellite imagery of the Sénalba Chergui forest in north-central Algeria

We developed an approach using remote sensing and modeling, applicable to Algerian forest inventory, for estimating the volume of timber in Aleppo pine stands. We used ordinary linear regression (OLR) and reduced major axis (RMA) regression to assess an operational model to map stand volume from satellite images. Our analysis was supported by measurements from 151 sample plots and spectral values from remote sensing imagery. Fifteen candidate models were tested through the Akaike Information Criterion to assess their predictive power. For the 2009 Landsat TM image, we found that the best models for both regression methods used the NDVI as the independent variable. The RMSEs were 20.3% (16.10 m³ ha⁻¹) and 22.5% (17.83 m³ ha⁻¹), respectively, for OLR and RMA. We chose the RMA regression models because they had realistic standard deviation values for the estimated volumes, and they gave lower RMSEs in volume classes over 40 m³ ha⁻¹. Our method gave similar results for two other images, which demonstrated that our approach was robust when applied to data from a different year (2006 Landsat TM), but from the same sensor, and also to data from a different sensor (2005 Alsat-1).     

基于减小叶片水分影响的湿地芦苇氮浓度高光谱反演研究

以盘锦双台河口湿地国家级自然保护区作为研究区,采用基于bootstrap的偏最小二乘回归模型（PLSR）,分别构建不同光谱变换技术（包括光谱水分影响减小技术WR、包络线去除CR、光谱一阶微分FD、光谱倒数的对数LR）和原光谱数据（R）的芦苇叶片氮浓度预测模型。使用变量投影重要性指标VIP,计算了各光谱波段在估算芦苇叶片氮浓度时的重要性。研究结果表明,WR光谱变换技术的芦苇叶片氮浓度估算精度最高（R²=0.87,均方根误差=0.57）,该方法可以有效减小叶片水分的影响,增强鲜叶片光谱中细微的氮吸收特征。     

应用人工神经网络模型研究福建省山仔水库叶绿素a动态

本文应用山仔水库2003-2006年叶绿素a浓度、总磷浓度、总氮浓度、水温、溶解氧浓度、高锰酸盐指数、pH值7个参数监测数据对人工神经网络模型进行训练,在此基础上应用1997-2002年除叶绿素a浓度外其他6个参数监测数据,推算出1997-2002年间缺失的叶绿素a浓度,并对1997-2006年春末夏初的叶绿素a浓度动态进行分析,结果表明:山仔水库1997年建库初期,叶绿素a浓度处于较高水平,2000年以后叶绿素a浓度开始降低,近几年基本保持稳定.2003-2006年叶绿素a浓度呈季节周期性变化,春末经夏季到初秋,叶绿素a浓度持续升高,冬季下降明显,春季又开始回升;说明近几年山仔水库水体春末夏季秋初处于富营养化水平,秋末冬季处于中营养水平.本研究结果将为山仔水库的富营养化防治提供科学依据.     

五家渠猛进水库及周边地区地物光谱遥感数据分析

要充分利用多光谱遥感数据,地面资料是必不可少的,其中最重要的是需要有具有代表性的地表光谱数据库。作者通过对研究区实地测量,初步建立了地表光谱数据库,并且利用猛进水库地物反射光谱季节的观测资料和TM影像资料获取的地面反射率数据构成的归一化植被指数(NDVI)等进行分析,结果显示:水体、草滩和水泥路的反射光谱各有特点,易于从波段组合来区别各种地物。     

基于NDWI的海南岛西部沙漠化信息自动提取方法研究

分析海南岛西部沙漠化土地的光谱特征,主要表现为沙漠化土地整体反射光谱率偏高,在TM3和TM5波段表现尤其突出,反射光谱曲线的波峰形态也比其他背景地物更为明显。选择能较好反映沙漠化土地的植被信息（TM4）和土壤水分信息(TM5)的波段,经波段运算得出归一化水指数（NDWI）,用以自动提取沙漠化土地信息。运用海南岛西部典型沙漠化区域对该方法进行了精度检验,结果表明,利用NDWI自动提取沙漠化土地信息是可行的,正确率达到89.71％。为快速自动提取沙漠化土地信息提供了一种新思路,以期能更快捷地为沙漠化治理决策提供准确的时空变化信息和科学依据。