近海岸悬浮泥沙遥感反演模型的分析探讨

简要介绍了国内外近海岸悬浮泥沙定量化遥感反演的研究进展及悬浮泥沙遥感反演模型的建立方法,通过对国内外近年研究的部分悬浮泥沙遥感反演模型进行简单分类、对比分析得出其优缺点,并针对部分悬浮泥沙遥感反演模型的不足和目前遥感技术在悬浮泥沙定量反演中的应用提出了一些肤浅见解。     

曹妃甸近海表层悬浮泥沙遥感定量监测研究

在曹妃甸近海水体实测光谱数据分析的基础上,与同步采集的水体悬浮泥沙浓度进行相关分析,选用合适的TM数据的遥感变量参数,根据2008年实测的四个剖面29个站点的海洋水色数据建立了水体悬浮泥沙浓度与TM数据对应的遥感定量反演模型,并用18个独立样本点进行了精度评价.研究结果表明:曹妃甸近海水体光谱曲线基本呈现单峰现象,敏感...     

三峡坝区水体悬浮泥沙含量遥感估算模型研究

通过对水槽中不同含沙量水体所进行的光谱测试,获得了不同含沙量水体的光谱曲线,得到了不同含沙量水体与光谱反射率之间的相关估算模型.     

杭州湾HJ CCD影像悬浮泥沙遥感定量反演

利用环境小卫星CCD(HJ CCD)影像对杭州湾悬浮泥沙浓度(SSC)进行了反演研究。通过对杭州湾水体遥感反射率(Rrs)与SSC进行相关性分析发现,在690nm和830nm左右出现显著的反射峰,分别位于HJ CCD影像的第3和第4波段范围内;大于700nm波长处的Rrs与SSC相关性较好。基于实测Rrs和SSC之间的相关关系,利用第4和第3波段比值作为遥感因子建立SSC反演模型,模型决定系数达到0.90。借鉴近红外-短波红外(NIR-SWIR)结合的大气校正方法反演出的准同步MODIS气溶胶数据,实现了HJ CCD影像的大气校正,第3、第4波段的大气校正结果相对误差分别为5.54%和6.97%。结果显示,HJ CCD影像反演的SSC相对误差为7.12%;杭州湾悬浮泥沙浓度要显著高于长江口,且内部差异明显。研究表明,通过适当的大气校正方法和反演算法,HJ CCD影像可用于杭州湾悬浮泥沙浓度的估计。     

福建近岸悬浮泥沙浓度遥感监测

本文研究利用遥感技术监测大面积海域的悬浮泥沙浓度(SSC)、综合探究福建近岸SSC的时空变化规律:采用前人通过实测资料建立的福建近岸海域的SSC反演模型,选取不同时相的MODIS数据集,利用IDL&ENVI对福建近岸海域的SSC进行遥感反演,并从SSC的基本分布模式、随潮汐变化、随季节变化和随风场变化等4个方面进行时空变化分析.结果表明,福建近岸海域SSC由近岸向外岸逐渐降低;大潮时的SSC高于小潮时的SSC;福建省三大流域入海处的SSC在秋季最高;此外,SSC的分布受风速和风向的影响很大.     

河口表层悬浮泥沙气象卫星遥感定量模式研究

根据多时相NOAA AVHRR卫星遥感数据和准同步实测表层含沙量资料，分别利用经暗像元大气校正的遥感图像灰度值、R1－R2相关关系曲线的斜率，以及泥沙指数等参数，建立泥沙遥感定量模式（灰度法、斜率法和泥沙指数法），并对3种模式的效果和适用性进行了比较。灰度法由于只用了单个波段的光谱信息，模式的相关性较差；斜率法通过计算R1－R2关系曲线的斜率，达到大气校正的目的。但由于在泥沙浓度交界面存在斜率值跃变现象，会影响最终效果；泥沙指数法综合运用了Ch1,Ch2波段的光谱信息，模式的相关性较好，可获得层次丰富泥沙图像。     

机器学习模型的珠江口悬浮泥沙遥感反演与规律分析

本文以珠江口悬浮泥沙水质采样数据及高光谱数据为基础,构建了人工神经网络(ANN)、支持向量回归机(SVR)、随机森林(RF)悬浮泥沙反演模型,结果发现模型预测精度从高到低依次为：RF、ANN、SVR。采用随机森林模型对珠江口悬浮泥沙反演,结果得到珠江口岸悬浮泥沙浓度呈现西高东低,从近岸到离岸逐渐递减趋势。主要是由于珠江口地形为喇叭形,在季风和潮汐共同作用下,珠江口顶部区域受潮汐和风向混合作用强烈。在远离珠江口顶部区域地形较为开阔,各支流径流的悬浮泥沙汇聚堆积在珠江口西南区域,导致珠江口西南区域悬浮泥沙浓度高。     

基于MODIS 数据的悬浮泥沙定量遥感方法

以黄海及东海海域为对象,研究用MOD IS数据提取我国海域悬浮泥沙时空分布的定量遥感方法,建立了基于MOD IS数据的悬浮泥沙定量遥感实用模式。研究表明,用250 m和1 000 m分辨率的MOD IS数据进行悬浮泥沙浓度的定量遥感,可以达到实际应用的精度要求。这说明,MOD IS数据是研究近岸水体中悬浮物输运变化规律的一种经济实用数据源。     

基于遥感反演结果的悬浮泥沙时空动态规律研究--以珠江河口及邻近海域为例

选择了珠江口及其邻近海域1995年~2000年152个时相的NOAA/AVHRR影像反演的悬浮泥沙浓度结果,通过对悬浮泥沙反演结果影像的叠加,求算叠加像素点像素平均值,计算了研究海域在1995~2000年间月、季及丰枯水期几个时间尺度上的悬浮泥沙平均浓度及其平均变化。结果大致表明了陆地径流对海域的影响范围和悬浮泥沙在海域的运动方向。     

悬浮泥沙遥感定量的统一模式及其在珠江口中的应用

本文推导出来悬浮泥沙遥感定量的统一式,其形式包含了Gordon关系式和负指数关系式,其它各悬浮泥沙的关系式可看作是该统一式的近似。由多个例子的计算表明统一式的相关性和精度要高于目前国内外使用的悬浮泥沙定量的遥感模式。该统一式被成功地应用于珠江口伶仃洋的遥感定量分析中。     

遥感在悬浮物质浓度提取中的应用—以福建闽江口为例

介绍了悬浮物质浓度遥感监测的一般原理，重点介绍光谱混合分析法，利用TM遥感影像，分别用光谱混合分析法和回归分析的经验模型计算了闽江口悬浮物质浓度的分布，对结果进行了分析和对比，结果表明，光谱混合分析法可以充分利用多波段的数据，不需要大量的实验数据，有较好的实用性，能用于缺乏实测数据的区域。     

黄河口水体光谱特性及悬沙浓度遥感估测

通过黄河口含沙水体野外遥感光谱反射率的观测实验,探讨了黄河口水体表观光谱特性,分析了悬浮体中有机颗粒含量和悬沙粒度对光谱特性的影响。针对Landsat TM/ETM+影像波段特性,对黄河口含沙水体在其可见光至近红外4个波段的光谱特性进行了模拟分析,并结合表观光谱观测数据建立了经验回归函数,以估测不同时相黄河口水体表层悬沙的浓度     

基于ArcGIS Engine的沉积物粒径趋势分析模型开发与应用

以Microsoft Visual Studio 2010为开发平台,嵌入ArcGIS Engine集成组件,以Gao-Collins方法为基础,利用C#程序语言开发沉积物粒度分析模型、半方差函数模型和沉积物粒径趋势分析模型等分析模型工具;并以大连市金石滩84个站位采样数据为实例,利用该工具进行了沉积物粒径趋势分析。     

利用卫星测高资料反演中国近海海洋重力

本文利用Topex/Poseidon卫星测高资料,从快速Hartley变换(FHT)基本概念入手,给出了Hotine公式在平面近似、球面近似、Molodenskii近似下,反演中国近海海洋重力的数学模型。另对FHT处理中所需的坐标转换以及边缘效应等问题进行了讨论。同时,为了改善长波特性的重力场信息,引入了M阶次的OSU91A参考重力场对上述Molodenskii模型进行了改化。     

辐射沙脊群海域悬沙场遥感反演方法

利用2006年江苏908调查水文泥沙测验数据和同期MODIS影像建立遥感定量反演模式,获取了半个潮周期的悬沙场以及全潮平均悬沙场,进行了辐射沙脊群海域悬沙场遥感反演方法的研究,并结合悬沙数学模型对结果进行了验证。研究表明,在辐射沙脊群海域,敏感参数(B1-B4)/(B1+B4)的对数模式反演悬沙场精度较高;遥感反演结果在总体上与数学模型计算结果相似,悬沙高值区主要分布在弶港、废黄河口和长江口附近;在细节上比数学模型表现得更精细,能清晰地反映河口、沙洲、水道等地貌对悬沙分布的影响。     

基于遥感的鄱阳湖丰水期悬浮泥沙数值模拟预测

悬浮泥沙是湖泊水体的重要水质要素之一,是湖泊水生态系统重要影响因子。利用遥感提取的鄱阳湖底质类型数据,对各类型底质区域上泥沙模型参数进行敏感性分析,基于2011年实测的不同底质区上泥沙浓度数据率定得到空间上不一致的泥沙模型参数,从而建立鄱阳湖丰水期二维悬浮泥沙输运模型。利用该模型模拟预测2013年丰水期悬浮泥沙输移过程,实测泥沙数据验证表明,模拟悬浮泥沙均方根误差为19.8 mg/L,相关系数R2为0.78,该模型能够较好地进行悬浮泥沙模拟预测。对比模型模拟和遥感反演的悬浮泥沙空间分布,两者具有较好的空间一致性,进一步表明该模型能够可靠地模拟预测鄱阳湖悬浮泥沙的时空动态变化。本研究充分利用遥感数据辅助建立鄱阳湖泥沙输移模型,为湖泊水环境动态变化监测提供有力的技术方法支撑,为进一步进行鄱阳湖水环境动态变化的数值模拟预测研究提供基础。     

Total Suspended Sediments Mapping by Using ALOS Imagery Over the Coastal Waters of Langkawi Island, Malaysia

Remote sensing has been extensively used for water delineation and has played an important role in water quality evaluation and environmental management strategies. Suspended sediments are important determinants of water quality in coastal zones. Remote sensing enables the effective monitoring of total suspended sediments (TSS) and the detection of areas with critical water quality issues. This study aims to develop and implement regression models for estimating and mapping TSS concentrations from Advanced Land Observation Satellite (ALOS) images over the coastal waters of Langkawi Island, Malaysia. The algorithm was developed based on the water reflectance model, which is a function of the inherent optical properties of water. Such properties can then be linked to TSS concentration. In this study, an ALOS Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type 2 device was used as the imaging sensor system. Concurrent complementary in-situ water samples were collected within the area coverage of the sensor, and digital numbers (DN) for each band corresponding to the sea-truth locations were determined. The extracted DN values were converted into reflectance values and then regressed with their respective sea-truth data. An algorithm was proposed to obtain the regression coefficient. This algorithm can estimate TSS concentrations with a high correlation coefficient (R²?=?0.96) and low root-mean-square error (RMSE?=?1.98 mg/l). Finally, a map of the TSS concentration was generated by using the proposed algorithm. This study found that TSS mapping can be conducted by using ALOS data over the coastal waters of Langkawi Island, Malaysia.