鄱阳湖水体漫衰减系数及透明度遥感反演研究

摘要

漫衰减系数和透明度作为描述水体光学特性的重要参数，能够直观反映出水域光场分布和光强。当水体漫衰减系数和透明度发生变化，可能会严重影响水下植被和水生动物的生长生存，改变水体生态系统类型。通过对漫衰减系数与透明度进行遥感研究，不仅能够为大面积实现水生态环境监测提供重要数据资料，还可以为探究二类水体光学原理和完善水色遥感机理研究给予重要理论支撑与实用价值。本文以鄱阳湖为研究对象，利用2015年8月野外实测水体光谱数据，首先分析鄱阳湖水体光学性质，同时剖析水体各组分对490nm波段漫衰减系数Kd(490)的影响值，然后模拟HJ影像波段构建鄱阳湖水体漫衰减系数遥感反演模型，并采用近似等间距方法对其进行参数化；其次，通过分析透明度与遥感反射率和 Kd(490)关系，结合经验算法构建鄱阳湖水体透明度反演模型；最后，将 Kd(490)和透明度反演模型运用到HJ影像上，分析时空变化特征。 结果表明：悬浮泥沙是影响鄱阳湖水体漫衰减系数的主要组分，其影响值要高于其他水体组分，其次为叶绿素 a浓度，黄色物质对漫衰减系数影响值最小。基于绿波、红波和近红外波段组合建立Kd(490)反演模型，反演结果较好，其中平均相对误差是42.1％，均方根误差为2.944，决定系数 R2为0.722；建立 Kd(490)参数化模型，结果良好。透明度与Kd(490)成负相关性；基于红绿波段比值的二次函数方程，建立透明度反演模型，反演结果较好，均方根误差为0.08，平均相对误差为20.9％，决定系数为0.813。鄱阳湖水体漫衰减系数及透明度存在一定程度上的时空差异性，在丰水期，Kd(490)由湖口经入江通道向上游方向逐渐增大，透明度则随之减小，且越靠近湖边透明度越大；东部近岸和西南部分区域变化明显；在枯水期，Kd(490)空间分布规律不明显，仅在近岸和支流交汇处Kd(490)值变化很大，透明度在东部及东北部较大，其他区域相对较小。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标、研究内容和技术路线

第二章 研究区概况与数据获取

2.1 研究区概况

2.2 数据采集与处理

2.3 影像选择

第三章 鄱阳湖水体光学特性

3.1遥感反射率

3.2 漫衰减系数的光谱特征

3.3 水体各组分的光谱特征

3.4漫衰减系数的影响因子

3.5 本章小结

第四章 漫衰减系数及透明度遥感反演

4.1 漫衰减系数Kd(490)经验模型

4.2 构建Kd(490)半解析模型

4.3 漫衰减系数参数化

4.4透明度与其他参数的相关性

4.5 透明度(SDD)遥感反演模型

4.6 本章小结

第五章 鄱阳湖水体漫衰减系数及透明度时空特征

5.1 鄱阳湖水体光学分类

5.2 鄱阳湖水体漫衰减系数时空特征

5.3 鄱阳湖水体透明度时空特征

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果