厦门湾悬沙遥感及其应用研究

摘要

采用遥感定量技术能获得大面积水域悬沙浓度信息，有效地监测悬沙分布和动态变化，对港口航道工程具有重要的意义。本文以厦门湾为研究区，利用遥感图像与准同步实测泥沙资料建立悬沙遥感模型，反演出不同时段悬沙浓度分布，进而研究悬沙浓度年内及年际变化规律。本文所得成果如下： 1.基于统计理论建立悬沙遥感反演模型，并采用组合预测法对模型进行优化，同时利用实测泥沙资料建立瞬时悬沙浓度与平均悬沙浓度以及表层悬沙浓度与垂线平均悬沙浓度的转换模型。在此基础上建立悬沙遥感定量综合模型，模型精度上基本上能满足悬沙定性与定量研究要求。 2.从悬沙浓度年内变化上看，厦门湾存在两个相对的高含沙量区，其一为九龙江河口湾，其二为同安湾的浅海区。九龙江河口湾为该区悬沙浓度最高的区域，其纵向分布上具有“西高东低”的特征。由于弗劳德数不同而引起的潮流挟沙力空间差异，是影响悬沙分布的主要因素。全湾平均悬沙浓度具有大潮大于小潮，枯季大于洪季的特征。 3.从悬沙浓度年际变化上看，洪季时全湾悬沙分布总体上变化较小，但全湾平均悬沙浓度随时间推移保持了较快增长速度，且其与九龙江输沙量变化具有良好的相关性；枯季时全湾悬沙分布变化较大，而浓度数值则以河口湾随时间变化较小，湾口段及同安湾变化较大。 4.厦门湾悬沙来源主要由陆相来沙和海相来沙组成，陆相来沙是洪季悬沙的主要来源，而海相来沙则是枯季悬沙的主要来源。 5.悬沙浓度与弗劳德数分布具有一定的相关性，但由于泥沙运动的滞后现象以及径流输沙的影响，二者又存在着一定的不同步性。 6.悬沙空间分布对海湾演变具有重要影响。河口湾及东渡湾淤积区的形成与悬沙分布及其多年变化密切相关。 7.利用定量综合模型推求出厦门湾多年平均悬沙浓度，经验证其能作为航道回淤计算中多年平均含沙量确定的参考。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1悬沙遥感研究现状

1.2.2厦门湾研究现状

1.3 研究内容

第二章 研究区概况及数据处理

2.1 研究区概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 自然条件

2.2 数据处理

2.2.1遥感图像处理

2.2.2实测泥沙资料处理

第三章 悬沙遥感反演模型建立

3.1 悬沙遥感理论基础

3.1.1水体的光谱反射特性

3.1.2悬沙遥感定量原理

3.2 悬沙遥感反演模式

3.2.1理论模式

3.2.2经验统计模式

3.2.3物理模式

3.3 反演模型建立

3.3.1悬沙遥感参数选择

3.3.2回归分析及模型初选

3.3.3组合模型建立

3.4. 模型验证

3.5 模型适用范围

3.6 瞬时悬沙浓度与平均悬沙浓度的转换

3.7 本章小结

第四章 悬沙浓度年内变化

4.1 悬沙浓度空间分布

4.1.1全海域空间分布分析

4.1.2悬沙空间分布成因

4.1.3分区域悬沙分布分析

4.2 悬沙浓度时间变化

4.2.2全湾悬沙浓度定量对比

4.2.3分区域悬沙浓度定量对比

4.3 悬沙浓度与弗劳德数关系讨论

4.4 本章小结

第五章 悬沙浓度年际变化

5.1 人类活动对厦门湾自然环境影响

5.1.1来水来沙条件变化

5.1.2纳潮量变化

5.2 洪季落潮悬沙浓度年际变化

5.2.1空间分布变化

5.2.2悬沙浓度数值变化

5.3 枯季涨潮悬沙浓度年际变化

5.3.1空间分布变化

5.3.2悬沙浓度数值变化

5.4 讨论

5.4.1悬沙来源

5.4.2悬沙空间分布与海湾演变关系

5.5 本章小结

第六章 悬沙遥感定量应用探讨

6.1 表层与垂线平均悬沙浓度的转换

6.1.1悬沙浓度垂线分布特征

6.1.2转换关系建立

6.2 悬沙遥感定量综合模型

6.2.1模型建立

6.2.2模型验证

6.3 应用实例

6.3.1多年平均悬沙浓度推求

6.3.2验证

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 主要结论与研究成果

7.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参与科研情况