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基于遥感反射率分类的悬浮物浓度反演模型构建

作　者: 张红
导　师: 黄家柱；李云梅
学　校: 南京师范大学
专　业: 遥感技术与应用
关键词: 遥感反射率分类三湖一库悬浮物
分类号: P332
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 63次
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内容摘要

以我国太湖、巢湖、滇池和三峡水库三湖一库水体为研究对象,基于野外实测数据,分析水体的表观和固有光学特性,并确定三湖一库水体共同的悬浮物浓度敏感波段。在此基础上,提出了基于水体遥感反射率分类构建悬浮物浓度反演模型的新方法：首先利用敏感波段组合对水体进行分类,进而针对不同类型水体构建悬浮物浓度反演模型。利用地面实测光谱数据及环境一号高光谱卫星数据进行验证后表明,该方法的反演精度相比较用常规方法构建模型的精度有所提高。研究的主要结论如下：(1)三湖一库水体的表观、固有光学特性太湖、巢湖、三峡和滇池水体都具有典型的内陆二类水体的光学特征,但由于所处地理位置、采样时间的不同,其表观光学特性存在较大的差异。如巢湖水体和滇池水体表现出浮游藻类主导型的遥感反射率光谱特征,三峡水体整体上呈现出由非藻类颗粒物主导的二类水体光学特性。太湖水体的表观光学特性存在季节差异,春季以非藻类颗粒物为主导,秋季则以浮游藻类为主导。同时,不同水体、不同季节由于水体中颗粒物浓度和组成的差异,吸收曲线形态和吸收系数数值都存在较大的差异。而各水体的散射和黄质(CDOM)吸收曲线虽然在形态上均呈指数衰减趋势,但各自的曲线斜率和数值差异较大。(2)三湖一库水体共同的悬浮物浓度敏感波长根据归一化遥感反射率与水体悬浮物浓度的相关性分析,并结合遥感反射率形成的光学机理,最终确定550、650和800nm为三湖一库水体共同的悬浮物浓度敏感波长。(3)三湖一库水体遥感反射率分类方法的确定利用与悬浮物浓度相关性最高的波长组合[RrsN(650)*RrsN(800)]/RrsN(550)作为因子,进行水体分类,因子小于等于0.5为类型一水体,该类型水体中悬浮物浓度较低,大于0.5则为类型二水体,该类型水体中悬浮物浓度较高。与目前报道的其它利用遥感反射率对水体进行分类的方法不同,该方法能够很好地区分出水体中悬浮物浓度的相对大小。(4)不同类型水体悬浮物浓度反演模型的构建在分析类型一和类型二水体的[RrsN(650)*RrsN(800)]/RrsN(550)与悬浮物浓度相关性的基础上,对类型一水体构建了简单易行、具有一定物理基础的线性模型Y=117.4*X-8.114,对类型二水体构建了适用于高浑浊水体的近红外双波段模型。本研究提出的先分类,再建模的方法有利于打破传统上由于二类水体光学特性的复杂性,而必须针对单一湖泊构建水体组分浓度反演模型的限制,有利于提高模型的可迁移性。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-10
图目录  10-13
表目录  13-14
第1章绪论  14-20
  1.1 选题背景及研究意义  14-16
  1.2 国内外研究进展  16-18
  1.3 研究目标与研究内容  18-19
  1.4 论文技术路线  19-20
第2章研究区与数据采集及处理  20-42
  2.1 研究区概况  20-22
  2.2 实验数据的采集及处理  22-35
  2.3 遥感影像数据及预处理  35-42
第3章三湖一库水体光学特性与总悬浮物敏感波段分析  42-67
  3.1 水体表观光学特性研究  42-44
  3.2 水体固有光学特性研究  44-59
  3.3 三湖一库水体悬浮物浓度敏感波段分析与反演模型的建立  59-67
第4章三湖一库水体的分类以及不同类别水体悬浮物浓度反演模型的构建  67-76
  4.1 三湖一库水体的分类  67-68
  4.2 类型一水体悬浮物浓度反演模型的构建  68-69
  4.3 类型二水体悬浮物浓度反演模型的构建  69-76
第5章基于地面实测与环境一号卫星高光谱数据的模型验证与应用  76-86
  5.1 基于地面实测高光谱数据的反演模型的验证  76-83
  5.2 基于环境一号卫星高光谱数据的反演模型的应用  83-86
第6章结论与展望  86-88
  6.1 主要结论  86-87
  6.2 本研究的创新及不足  87
  6.3 研究展望  87-88
参考文献  88-96
硕士期间参加的课题和取得的成果  96-97
致谢  97

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