洪泽湖叶绿素a浓度时空变化简析(2)_毕业论文

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洪泽湖叶绿素a浓度时空变化简析(2)

随着苏、皖,豫,鲁地区的发展,洪泽湖湖区水污染事故频发。据洪泽湖盱眙环境检测站的统计,自1992年至2012年洪泽湖发生了21次污染事故。仅1978 年以来的 13 次重大污染事故就导致了5。72亿元的经济损失[1]。这些污染事故中有一部分源于污染物中的氮磷钾等一些营养盐的超标所引起的水体的富营养化[2]。历史上洪泽湖一直以渔业资源丰富而闻名,洪泽湖南部的盱眙市更是远近文明的“龙虾之都”。保障湖区水质优良是生活在洪泽湖周边人民的基本需求,更是人民致富,走向地区繁荣的前提。

   洪泽湖水系图

1。2叶绿素a浓度遥感反演研究进展

2、数据处理

2。1原理

遥感是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。

水的光谱特征是由水本身中的物质组成所决定的。影响水体反射光强及其光谱分布的物质分为3类即浮游藻类色素、黄色物质和悬浮物质[5],通过建立遥感观测值和水体中组分物质浓度之间的函数关系,求出各种物质的浓度。

叶绿素的特征吸收峰有两个分别是是蓝紫波段(400-500nm)和676nm附近。但400-500nm这一波段叶绿素和胡萝卜素的散射作用较强,因此主要通过685-715nm范围的反射峰计算叶绿素a的浓度[5]。

每个地区湖泊中叶绿素a的特征吸收波段也不尽相同,要考虑到湖区的水深、受污染的情况、泥沙、以及动植物的活动的影响[11]。并且遥感数据与实际的叶绿素a浓度的比例系数也要靠大量的实验进行验证[12]。周冠华[13]、李云亮[14]、徐京萍[15]、马金峰[16]等学者分别在太湖、新庙泡、珠江河口等地的实地考察和研究,发现将所采集的光谱数据建立三波段模型反演出的相应水体的叶绿素a浓度较为精确方便,效果较好[11]。

2。2数据来源

本文的主要的数据来源于MODIS(中分辨率成像光谱仪)。此光谱仪是美国宇航局ESE(地球科学事业)项目中EOS(卫星系列)的重要组成部分。因其精度较高,可以每日提供地理信息且提供的数据较为全面,得到大量的应用[17]。 

本文所用到的洪泽湖水环境监测遥感影像主要是该光谱仪的250m,500m,1000m分辨率的地表反射率产品及空间上为1km分辨率的定位文件,以上文件均从NASA的陆地过程分布式数据档案中心(The Land Processes Distributed Active Archive Center,LP DAAC/NASA)下载。

2。3处理方法 

研究收集了2015年洪泽湖全年的MODIS数据,并进行了筛选,排除了因天气、云层以及成像区域等原因导致的洪泽湖湖区图像不完整的数据,使用ArcGIS,ENVI等一些软件处理,流程如下:

图2     数据处理的步骤

本论文主要是用中国科学院南京地理与湖泊研究所开发的洪泽湖水环境遥感监测系统所提供的方法进行数据处理工作的。

具体操作方法如下:

2。3。1几何校正

几何校正的目的是为了处理由于卫星飞行姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响造成传感器成像发生的几何畸变的情况。

由中科院开发的系统的几何校正方法如下:文献综述

图3  MODIS影像几何校正界面

具体选项选择的情况见图3。其中modis250米原始数据、modis500原始数据、modis1000米原始数据的选择是后缀为"。hdf"的影像数据。最后点击"几何校正"便可以获得所想得到的几何校正后的遥感影像。

(责任编辑:qin)