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基于遥感技术的湖泊富营养化监测及分析湖泊富营养化是指湖泊水体中营养物质含量过高导致水体富营养化的现象，是全球湖泊面临的普遍环境问题之一、由于湖泊是生态系统的重要组成部分，湖泊富营养化会对湖泊生态系统和水资源利用带来严重影响。
因此，对湖泊富营养化进行监测和分析是非常重要的。
遥感技术是一种通过卫星或飞行器获取远距离遥远地物的技术手段。
它可以提供大范围、多时相和高分辨率的湖泊信息，被广泛应用于湖泊富营养化监测及分析方面。
下面将详细介绍基于遥感技术的湖泊富营养化监测及分析方法。
首先，通过遥感技术可以获取湖泊水体的光谱信息。
湖泊中的富营养化通常表现为水体中藻类含量增加，导致水体变绿。
遥感技术可以通过获取湖泊水体的光谱信息来判断水体中藻类的浓度。
比如，通过获取湖泊水体的叶绿素-a浓度等光学参数，可以间接判断湖泊富营养化程度。
其次，遥感技术可以提供湖泊富营养化时空分布的信息。
通过获取多时相的湖泊遥感影像，可以观察富营养化的发展和演变趋势。
例如，可以通过对多时相影像进行比对，观察湖泊水体颜色的变化趋势，进一步判定湖泊富营养化的类型和程度。
同时，遥感技术还可以提供湖泊富营养化的空间分布信息，通过获取湖泊影像中的藻华覆盖面积和分布范围等参数，可以进一步了解湖泊富营养化的空间分布特征。
第三，遥感技术可以提供湖泊富营养化的影响因素分析。
湖泊富营养化是多种因素综合作用的结果，包括气候变化、人类活动、湖泊水体自身特性等。
遥感技术可以通过获取湖泊影像中的地表信息，如湖岸带的土地利用状况、降水量等，以及获取湖泊周围的土地利用/覆盖数据，如农田面积、城市扩张等，从而分析湖泊富营养化的主要影响因素。
最后，遥感技术还可以提供湖泊富营养化的动态变化监测。
通过利用多时相的湖泊影像，可以实现湖泊富营养化的变化趋势的监测。
例如，通过获取湖泊影像中的水体温度、水质波段等指标，可以实现湖泊富营养化过程的实时监测和预警。
总而言之，基于遥感技术的湖泊富营养化监测及分析具有广阔的应用前景。
基于遥感技术的湖泊水质监测与分析湖泊是地球上的大型自然水体, 在人类的生产生活中具有着不可替代的作用。
湖泊的水质是评价湖泊水资源是否可持续利用的重要指标。
近几年来, 湖泊水质污染问题越来越严重, 涉及到环境保护、农业生产等多个方面, 加之常规监测方式存在着时间和经济上的限制, 限制了湖泊水质监测与分析的效率和精度。
因此, 采用基于遥感技术的湖泊水质监测与分析方法已经成为研究者的重要选择, 本文详细介绍和分析了该方法的原理、优点和应用现状。
一.基于遥感技术的湖泊水质监测的原理遥感技术的本质是一种通过传感器或仪器获取地球表面信息的技术。
通过遥感技术的图像处理, 可以快速而准确地获取湖泊的水色、透明度等水体光学参数, 为湖泊水质监测和分析提供了可靠数据。
湖泊水质监测的工作流程是：首先通过卫星遥感获取湖泊的光谱数据, 进而通过各种数据处理方法计算反射光谱率, 通过水体反射率与水质参数（如溶解氧、叶绿素、总硬度）的经验关系得到水质参数。
其中, 遥感数据是以传感器为载体获得, 传感器分辨率越高, 获得数据的精确度就越高。
涉及常用的卫星传感器有Modis、Landsat、Sentinel等, 这些传感器可以捕捉到湖泊受到的自然光, 通过对湖泊的反射率进行处理、分类, 得到湖泊的光学参数。
光学参数是湖泊水质监测的基础参数, 包括水质透明度、浊度、悬浮颗粒物、叶绿素浓度等。
二.基于遥感技术的湖泊水质监测的优点相对于传统的湖泊水质监测手段, 采用遥感技术具有以下优点:1.时间成本低采用传统的水质监测方法, 需要定期采集水样进行分析, 时间成本高、经济成本高, 而遥感技术能够实现对广大湖泊水质监测的连续性监控和快速出图。
减少人力、物力投入, 快速反应湖泊生态变化, 有利于保护湖泊环境。
2.空间尺度大遥感技术基于卫星传感器记录和计算, 不受地理时间和空间限制, 视野具有全球性, 对于不同类型的湖泊, 不同时间段, 都能够获得数据进行计算, 以发现水体变化趋势。
遥感技术在环境保护中的应用遥感技术是通过获取卫星、飞机等载具上的传感器所获得的地物信息，用于地表覆盖、环境与资源动态监测、灾害评估与监测、国土空间敏感性分析以及环境保护等领域。
随着技术的不断发展和创新，遥感技术在环境保护中的应用成为一种趋势。
本文将探讨遥感技术在环境保护中的应用，以及其对环境保护的贡献。
遥感技术通过对地物信息的获取和分析，能够实现对自然资源的全面监测和管理。
例如，通过遥感技术，可以对森林覆盖率、湖泊水质、土壤质量等进行监测和评估。
这有助于科学规划和利用自然资源，避免过度开采和破坏，实现资源的可持续利用。
同时，遥感技术还能够监测土地覆被变化，及时发现非法采矿、违规建设等问题，从而加强对环境违法行为的监管和打击。
遥感技术的应用，不仅提供了全面的数据支撑，还能帮助相关部门进行决策和管理，更加精确地制定环境保护政策。
环境污染是当前全球面临的严重问题，而遥感技术能够提供大范围的污染监测和评估。
例如，通过对工业企业废气排放、水体污染和土壤污染等方面的监测，可以实时掌握污染源的位置和扩散情况。
这有助于及时发现和控制污染源，减少对环境的损害。
此外，通过遥感技术的应用还能实现对大气颗粒物、空气质量等指标的监测和分析，为环保部门提供重要的参考和决策依据。
遥感技术在环境污染监测中的应用，可以有效地提高环境保护的效率和准确性。
除了对自然资源和环境污染的监测，遥感技术还在环境保护中发挥着日益重要的作用。
例如，通过对自然灾害的监测和评估，可以及时发现和预警地震、洪涝、火灾等灾害事件，从而减少人员伤亡和财产损失。
同时，遥感技术还能够应用于生态环境保护，例如对湿地、珊瑚礁等生态系统的监测和保护。
通过遥感技术的应用，可以实时了解生态系统的变化和扰动情况，提出有效的保护措施，维护生态平衡。
综上所述，遥感技术在环境保护中的应用具有重要意义。
它通过对地球表面信息的获取和分析，提供了大范围、全面和实时的数据支撑，为环境保护工作提供了更可靠的决策依据。
遥感技术在水生态环境管理中的应用分析摘要：遥感技术在水生态环境管理中具有重要的意义。
遥感技术可以提供大范围、高分辨率的水体监测数据。
通过获取卫星或航空传感器所采集的信息，可以实时监测水体的水质、水量、悬浮物含量、水生态系统变化等指标。
这些数据有助于评估水体的健康状况，并为制定环境保护和生态修复措施提供科学依据。
本文主要介绍了遥感技术在水生态环境管理中的应用，希望为相关研究提供参考。
关键词：遥感技术；水生态环境管理；应用引言遥感技术可提供水资源的动态监测和评估。
通过遥感图像，可以了解水域的水面覆盖情况、河流的流量、湖泊水位等信息。
这对于水资源的合理分配、节约利用以及应对干旱和水灾等自然灾害具有重要意义。
一、遥感技术在水生态环境管理中的优势（一）广覆盖性遥感技术能够实现对大范围的水生态环境进行监测和评估，无论是湖泊、河流、海洋还是湿地等水体，都可以被遥感手段捕捉到。
这使得环境管理人员可以全面了解不同区域的水体状况，从而更好地制定管理策略和保护措施。
（二）高时空分辨率遥感影像可以提供高分辨率的空间信息，即使是较小的水体细节也可以清晰地观察到。
同时，遥感数据可以根据需求进行多时期的比较分析，捕捉到水体变化的趋势和模式。
这种高时空分辨率的特点使得环境管理人员能够及时发现水体的异常情况，及早采取相应的措施。
（三）非接触性遥感技术可以通过卫星、航空器或其他无需接触水体的手段获取数据，无需直接进入野外调查，减少了工作人员的风险和工作成本。
此外，非接触性也有助于保持水体的原始状态，避免人为干扰对水生态环境的影响。
（四）多源数据融合遥感技术可以结合多个传感器和数据源，如光学、雷达、红外等，从不同角度获取水生态环境的信息。
利用多源数据融合的方法，可以提高数据的准确性和可信度，并更全面地了解水体的特征和动态变化。
（五）实时监测和预警遥感技术具有实时性，可以定期观测和监测水体的变化。
当发生意外事件或异常情况时，可以通过遥感技术及时预警，快速采取相应的控制措施，以防止进一步的损害。
利用遥感技术进行湖泊水质监测研究近年来，随着环境问题的日益突出，湖泊水质监测研究变得越来越重要。
而遥感技术则成为了湖泊水质监测的有力工具。
本文将探讨利用遥感技术进行湖泊水质监测研究的相关内容。
一、遥感技术概述遥感技术是利用航天器或无人机等遥感平台所获取的电磁辐射数据，通过对这些数据进行解译和分析，从而了解地球表面的信息。
遥感技术可以获取大范围、高精度的数据，并具有非接触式、实时性强、反复观测等优势。
二、湖泊水质监测的重要性湖泊是重要的水资源和生态系统，其水质状况直接关系到人类和生物的生存与健康。
湖泊水质监测可以帮助我们了解湖泊中的水质状况，及时掌握湖泊环境变化，为环境保护和资源管理提供参考依据。
三、遥感技术在湖泊水质监测中的应用1. 湖水表层温度监测湖泊水温是湖泊生态系统稳定与否的重要指标之一。
遥感技术可以通过获取湖水表面温度信息，进而研究湖泊的热力学过程、循环和交换变化，为湖泊生态系统研究和管理提供重要参考。
2. 悬浮物浓度监测湖泊中的悬浮物浓度是影响水质的一个重要因素。
传统的悬浮物监测方法通常需要大量人力、物力和时间成本，而利用遥感技术可以从大范围、高精度的角度对湖泊中悬浮物浓度进行快速准确的监测。
3. 水色指数监测水色指数可以反映湖泊内部的生物、化学和物理特征，是评价湖泊水质的重要指标之一。
通过遥感技术获取湖泊的水色指数数据，可以实现对湖泊水质的快速有效监测，为湖泊环境的管理和保护提供科学依据。
4. 藻华监测湖泊中的藻华是湖泊富营养化程度的重要指标之一，也是影响水质的关键因素之一。
遥感技术可以通过获取湖泊中的藻华信息，定量评估湖泊的富营养化程度，并为湖泊生态系统的管理和保护提供参考。
5. 湿地监测湿地是湖泊重要的自然保护区之一，对维持湖泊生态平衡具有重要作用。
利用遥感技术可以实现对湿地的监测，包括湿地类型、湿地面积和湿地动态变化等方面的研究，为湖泊湿地保护和生态恢复提供支持。
四、遥感技术在湖泊水质监测中的挑战与展望尽管遥感技术在湖泊水质监测中有着广泛的应用前景，但仍面临一些挑战。
遥感技术在环境生态监测中的应用随着社会的快速发展和城市化进程的不断加速，环境污染问题日益严重，各种生态环境问题也愈发凸显。
尤其是近年来，全球气候变化和自然灾害的频繁发生，更加凸显了环境生态问题的紧迫性和重要性。
为了有效地监测和保护环境生态，遥感技术被广泛应用于环境监测和资源管理中。
一、遥感技术简介遥感技术是指通过航空或卫星拍摄图像，使用数字处理和分析技术对所得到的图像进行处理和解释，获取地面自然景观和人工活动信息的一种技术。
与传统的野外调查方法相比，遥感技术具有高效、快捷、省时省力、多层次、多角度等优势，在环境生态监测中有着广泛的应用前景。
二、遥感技术在环境监测中的应用(一) 实时监测大气环境大气污染已经成为全球面临的重大环境问题之一，遥感技术可以通过现代化颗粒物浓度分析技术的配合，实现大气污染源的动态监测，及时排查污染源并制定相应的治理措施，为大气污染治理提供科学依据。
同时，遥感技术也可以针对空气中的各种气体分子、二氧化碳等进行高效监测，实现大气环境的实时监控，有效地预防和控制空气污染问题。
(二) 监测海洋和水体环境遥感监测水体环境可以减少传统调查的成本和时间，适用于粗大范围的监测。
通过遥感技术，可以监测到河流、湖泊和海洋水体的水质、水温、水流以及环境污染情况，做好水资源的合理利用和保护。
同时，从生态的角度出发，也可以对海草、珊瑚礁等进行定量分析，反映了海洋生态环境的状况，为海洋生态环境保护提供科学依据和参考。
(三) 监测土地资源利用遥感技术，可以对土地资源和土地利用进行监测，包括农田、林地等的变化情况和利用率。
同时，可以监测企业的规模、产值以及生产效益等情况，实现对土地资源的科学管理和保护。
三、遥感技术的发展前景随着科技的不断进步和遥感技术的不断发展，遥感技术在环境生态监测中的应用也将越来越多元化、复杂化。
未来，遥感技术的发展将主要表现在以下几个方向:(一) 多源遥感数据深度融合，实现对地表环境的多元化监测和综合分析。
使用遥感技术进行湖泊水质监测的方法随着经济发展和人口增加，湖泊水质监测变得尤为重要。
传统的野外采样和实验室分析方法耗时费力，并不能实时监测湖泊的变化。
因此，使用遥感技术进行湖泊水质监测成为一种重要的方法。
本文将探讨遥感技术在湖泊水质监测中的应用，并介绍一些常用的遥感参数。
首先，遥感技术能够提供湖泊的空间分布信息。
卫星遥感可以提供高分辨率图像，用来研究湖泊的水体质量。
可以使用多光谱图像来获取湖泊水体物理和化学参数，如水温、浊度、溶解氧等。
这些参数的空间分布图可以帮助识别湖泊的污染源和热点区域，从而提供针对性的环境保护措施。
另外，遥感技术还能够监测湖泊水体的叶绿素含量。
叶绿素是水中藻类和水生植物的重要生物标记物。
它不仅可以指示湖泊中藻类生长的情况，还可以间接反映水体中的营养盐和有机物质的含量。
通过分析遥感图像中的叶绿素浓度，可以评估湖泊的富营养化程度，并制定适当的管理措施。
此外，监测叶绿素浓度的变化还可以帮助预测湖泊中藻华的发生，及时采取控制措施，保护水体健康。
除了叶绿素，遥感技术还可以用来监测湖泊水体中的悬浮物含量。
湖泊中存在的大量悬浮物会影响水体的透明度和光学特性。
通过分析遥感图像中的反射光谱，可以估算湖泊中悬浮物的浓度。
这为湖泊管理者提供了判断水质状况的重要依据，以制定相应的控制措施。
此外，利用遥感技术还可以监测湖泊水体的温度。
湖泊水温的变化与许多环境因素密切相关，如季节变化、气候变化和污染物排放等。
遥感技术可以提供湖泊水体温度分布的空间图像，有助于研究湖泊的热力特性以及水体混合和循环过程。
这对于预测藻华爆发、湖泊生态系统健康评估等具有重要意义。
最后，需要注意的是，遥感技术在湖泊水质监测中的应用也面临一些挑战。
首先，图像分辨率的限制可能影响参数的准确性。
较低的分辨率可能导致在湖泊边界和细微的参数变化处丢失细节。
其次，遥感监测的结果可能受到天气条件、大气和水体成分的干扰。
因此，需要对遥感数据进行校正和验证，并结合地面采样和实验室分析结果进行综合分析。
随着社会经济的快速发展，水资源的保护与管理已经成为国家生态文明建设的重要组成部分，而遥感技术在水环境监测方面的应用对于国家的意义也变得愈发重要。
本文将从多个方面探讨遥感在水环境监测方面的应用对国家的意义。
一、水资源的重要性1. 水资源是生命之源，也是国家生态建设和可持续发展的基础。
无论是农业生产、工业制造还是居民生活，都离不开水资源。
而水的质量和数量的保护与管理对于国家的发展具有重要意义。
二、遥感技术在水环境监测方面的应用2. 遥感技术可以通过卫星、飞艇等高空评台获取整体的、动态的水资源信息，包括河流水系、湖泊水体以及海洋海域等。
遥感技术在水资源监测与管理方面具有独特的优势。
3. 遥感技术可以获取水体的温度、叶绿素含量、浊度、PH值等多种关键参数，实现水质的快速监测和评估。
利用遥感技术监测水质的变化趋势，可以提前预警水环境问题，保障水资源的安全和健康。
三、遥感技术在水环境监测中的应用意义4. 遥感技术可以实现水资源的动态监测，实时获取水资源信息，帮助国家及时了解水资源的变化情况，并进行合理的规划和管理。
5. 通过遥感技术获取的水资源信息可以为国家相关部门提供科学依据，制定有效的水资源保护与管理政策。
这有助于提高水资源的利用效率，保障人民生活用水和农业灌溉水的供应。
6. 遥感技术还可以监测水域环境变化、水生态系统的健康状况，及时发现水污染和环境问题，减少水环境事件的发生，维护国家生态环境的安全。
四、遥感技术在水环境监测中的实际应用案例7. 我国长江流域的水资源监测。
长江是我国重要的水生态系统，遥感技术被应用于长江流域的水资源保护和管理，实现了流域范围内的水资源信息的动态监测，为流域生态环境保护和水资源管理提供了科学的数据支持。
8. 印度河上游水质监测。
遥感技术被应用于印度河上游地区的水资源监测，利用遥感技术获取河水的温度、叶绿素含量等参数，实现了水资源的上线监测与预警，为保护印度河上游地区的生态环境作出了重要贡献。
基于遥感和GIS的湖泊变化分析湖泊作为自然景观的一部分，对于地球的生态系统具有重要意义。
然而，随着气候变化和人类活动的影响，许多湖泊正在发生变化。
为了更好地了解湖泊的变化趋势和影响因素，科学家们运用遥感和地理信息系统（GIS）技术进行湖泊变化分析。
本文将探讨基于遥感和GIS的湖泊变化分析的方法及其应用。
遥感技术是通过卫星、航空器或其他传感器获取地球表面信息的技术。
利用遥感技术，科学家们可以获取湖泊的空间分布和时间演变的信息。
其中，卫星影像是最常用的遥感数据源之一。
通过获取多时相的卫星影像，科学家们可以对湖泊的面积、形态和水体质量进行定量分析。
首先，通过比较不同时期湖泊的影像，可以推测湖泊变化的差异。
例如，可以通过计算湖泊面积的变化来确定湖泊的水位变化。
此外，还可以利用卫星影像测算湖泊的体积和深度变化。
通过这些定量数据，科学家们可以研究湖泊变化的规律以及可能的影响因素。
其次，地理信息系统（GIS）是一种用于存储、分析和显示地理数据的工具。
通过将遥感数据与地理信息系统相结合，可以更好地理解湖泊的变化情况。
例如，可以对湖泊周围的土地利用进行分类和变化分析，从而推测人类活动对湖泊变化的影响。
此外，还可以通过GIS技术对湖泊中的污染物扩散进行模拟和预测，为湖泊管理和保护提供科学依据。
在湖泊变化分析中，除了遥感和GIS技术，还需要结合地面调查和实验数据进行综合分析。
例如，可以通过测量湖泊水质进行实地采样，以验证遥感数据中反映的湖泊质量变化。
同时，还可以通过地面观测和水文测量来获取湖泊的内部测量数据，为湖泊变化分析提供更加准确的依据。
基于遥感和GIS的湖泊变化分析在许多领域都具有应用前景。
首先，对于环境保护和资源管理部门来说，了解湖泊的变化趋势可以帮助制定合理的保护措施。
例如，可以根据湖泊变化情况进行水资源规划和管理，以更好地满足人类活动和生态系统的需求。
其次，对于科学研究人员来说，湖泊变化分析可以提供关于气候变化和人类活动影响的重要数据。
使用遥感技术进行湖泊水质监测的方法湖泊是自然景观中的重要组成部分，既是人们休闲娱乐的场所，也是许多动植物的栖息地。
然而，随着工业和城市化的不断发展，湖泊水质受到了严重污染的威胁，给湖泊生态系统和人类健康带来了巨大的风险。
为了实时监测湖泊水质，遥感技术成为了一种重要的手段。
首先，我们需要了解遥感技术。
它是通过卫星、飞机等远距离的方法获取地面的信息。
遥感技术通过检测地表反射、散射或辐射特征来获取环境数据，包括植被覆盖、土壤类型和水体质量。
对于湖泊水质监测而言，遥感技术能够提供更广泛、更全面的数据，减少了常规采样方法的工作量和时间成本。
其次，我们要了解遥感技术在湖泊水质监测中的应用。
遥感技术主要依赖于可见光、红外光和微波辐射等不同波段的传感器。
这些传感器可以检测湖泊的光谱特征，如水体中的叶绿素、悬浮物、溶解有机物质和蓝藻等。
通过对光谱特征的分析，我们可以了解湖泊水质的状态，及时发现异常情况，采取相应的措施保护湖泊生态。
在遥感技术的支持下，我们可以通过以下几个方面来进行湖泊水质监测。
首先是水体透明度的监测。
透明度是反映湖泊水体浑浊程度的重要指标，可以通过浮游植物和悬浮物的浓度来估计。
遥感技术可以通过检测水体的光学属性，如反射率和透过率，判断水体透明度的变化。
这种方法可以快速、准确地监测湖泊水体的浑浊情况。
其次是浮游植物的监测。
浮游植物是湖泊水质监测中的重要指标之一，其生长受光照、温度和营养盐等因素的影响。
通过遥感技术，我们可以获取湖泊水体中浮游植物的光谱特征，如叶绿素的浓度和叶绿素荧光的变化。
这些数据可以帮助我们了解湖泊的水质状态和生态系统的健康状况。
同时，遥感技术还可以用于监测湖泊水体中的悬浮物。
悬浮物主要来自于人类活动和自然过程，如农业排放、工业废水和土地侵蚀。
它们会降低湖泊的透明度，对湖泊生物造成威胁。
通过遥感技术，我们可以检测湖泊水体中悬浮物的光谱特征和浓度，及时发现悬浮物的积聚并采取相应的措施进行治理。
第12卷第3期2006年9月地质力学学报JOURNA L OF GE OMECHANICS V ol 112N o 13Sep.2006 文章编号:100626616(2006)0320287208收稿日期:2006202222基金项目:国土资源大调查项目“青藏高原河流湖泊生态地质环境遥感调查与监测”资助。
作者简介:孟庆伟(19812),男,在读硕士。
主要从事环境演变与遥感地质研究。
E 2mail :s olarwind 2map @s ohu 1com遥感技术在湖泊环境研究中的应用孟庆伟1,罗 鹏2,余 佳1,韩建恩1,吕荣平1,孟宪刚1,朱大岗1,邵兆刚1(11中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;21长安大学资源学院,西安 710054)摘 要:近10年来湖泊的研究内容不断拓展,研究方法不断完善,研究工作取得了丰硕的成果。
遥感技术作为科学、快速的调查和监测手段,在湖泊环境研究领域中得到了广泛的应用。
本文主要介绍国内外遥感技术在湖泊水质监测、湖泊水文参数测试、湖泊变迁调查、湖冰监测、湖泊利用调查、湖泊地质环境调查、湖区生态环境调查、古湖与考古调查等8个方面的主要研究进展。
同时,综合评述了各种遥感数据源、各类遥感信息提取技术在湖泊环境研究领域的应用前景。
关键词:湖泊环境;遥感技术;应用进展中图分类号:P49文献标识码:A0 前言湖泊作为一种特殊的自然综合体,不仅是地表水载体和沉积矿藏赋存的场所,而且与大气、生物、土壤等多种要素密切相关。
湖泊对气候、环境系统的变化反映极为敏感[1,2],特别是内陆湖泊被视为湖区环境变化和气候变异的指示器[3,4]。
湖泊研究随着遥感技术的发展迎来了一个新的研究阶段,遥感技术在湖泊环境研究中的应用,以其宏观性、实效性和经济性迅速取得了广泛的应用。
作者在实施国土资源大调查项目“青藏高原河流湖泊生态地质环境遥感调查与监测”时检索了国内外大量文献,整理了遥感技术在湖泊水质监测、湖泊水文参数测试、湖泊变迁调查、湖冰监测、湖泊利用调查、湖泊地质环境调查、湖区生态环境调查、古湖与考古调查等8个方面的主要研究成果,为项目研究宜选择的湖泊生态地质环境遥感信息提取技术提供了依据。
现将国内外遥感技术在湖泊环境研究中的主要进展介绍如下,以飨读者。
1 湖泊水质遥感监测湖水中的悬浮颗粒物,溶解性有机物,叶绿素2a 浓度,藻类种类、浓度及分布等都是影882地 质 力 学 学 报2006 响水质的主要因子。
对可见光而言,叶绿素、泥沙等会改变水体的散射度,并对水体遥感图像的色调产生影响。
若水体受到某种类型及某种程度的污染,这种水体变异信息也会在遥感图像上通过水体色调的变化表现出来。
尹球,巩彩兰等[5]在系统的常规水质采样分析与水面光谱测量外场同步试验的基础上,应用FY21C多通道扫描辐射计和Landsat T M、Seastar SeaWiFS等在轨卫星多通道遥感器以及一组设想的遥感通道,为遥感反演叶绿素2a浓度和总悬浮物浓度建立了优化通道组合模型,并提出了利用水面上标准反射板的反射光谱和遥感图像本身来确定大气透过率和反射率,从而实现大气校正的水质指标卫星遥感反演方法。
所建立的模型和方法已用于太湖、滇池等我国典型富营养化湖泊的水质监测。
研究结果表明,从20世纪80至90年代,太湖、滇池的富营养化程度及其分布状况随年份变化的遥感解译结果与多年采样分析结果基本吻合。
于瑞宏,刘廷玺等[6]在研究干旱区草型湖泊乌梁素海时,以1986～2004年间8个典型年份的同期Landsat T MΠET M+遥感数据及2002～2004年的实测数据为信息源,应用多光谱混合分析法建立了悬浮固体浓度与通过T MΠET M+21、2、3三波段反射率计算求得的悬浮固体成分比例之间的关系方程,分析了乌梁素海悬浮物质浓度逐年增加的总趋势。
刘堂友,匡定波等[7]利用地物光谱仪对太湖水体进行了光谱测量和同步采样分析,对获得的数据尝试用光谱分离法进行分析,从中分离出蓝藻和悬浮物的特征波峰,建立波峰高度与同步水质采样得到的叶绿素2a浓度和悬浮物浓度的对应关系,得出其遥感定量反演算法,并实际应用在OMIS成像光谱仪图像上。
为湖泊藻类叶绿2a和悬浮物浓度的高光谱定量遥感模型研究提供了重要资料。
J1C.Ritchie[8]等采用Landsat MSS图像研究了美国密西西比河流域河谷地带3个以叶绿素为主要悬浮沉积物的湖泊。
在1976年12月至1988年8月间,叶绿素2a的浓度从013mgΠm3骤然上升到了211mgΠm3,悬浮沉积物浓度则从1mgΠl上升至867mgΠl,指出,通常情况下MSS22、MSS23波段对辐射和反射均具有灵敏的反应,水体辐射率和反射率随水中悬浮物质的增加而增大。
叶绿素2a则由于悬浮物质的附着,使其在图像中的反射率剧增,并导致监测结果的误差。
因此,在悬浮沉积物以叶绿素为主的水域,应采用高光谱分辨率的遥感数据进行研究。
John M.Melack[9]等在对美国加州M ono湖叶绿素浓度与季节变化关系调查中,采用NAS A红外高分辨率遥感数据,并通过辐射纠正和图像的去相关处理,采用预测公式计算出M ono湖基于波段反射率的叶绿素浓度分布规律和自东向西的梯度空间分布特征。
T iit K utser[10]等利用多种遥感数据建立了有色溶解有机物(C DOM)的分析模型,研究了北欧国家15个温带湖泊的C DOM吸收系数。
2 湖泊水文参数遥感测试在湖泊水文参数中,水深值是影响湖泊生态环境最重要的参数。
可见光在进入水体后受到水体及底质的吸收和散射,随着水深的加大,光的能量受到水分子、溶解物及水中粒状物吸收以及悬浮颗粒的散射而逐渐衰减,因此可以根据遥感图像的灰度值与光在水中的衰减程度之间关系推算出水深值。
张鹰[11]采用SPOT遥感数据,用于武昌湖的水深研究,获得初步成果。
在探讨利用数学公式有效地削弱“水深综合影响因子”影响之后,结合GIS空间数据处理的特长和多层次数据结构、多功能综合分析能力,建立了研究水域的遥感光谱值与水深值的分析模型。
于瑞宏,刘廷玺等[6]在对干旱区草型湖泊水深较浅,水中多水生植物及芦苇,水色及底质空间分布不均匀的特征进行分析后,建立了干旱区湖泊水深遥感估值模式。
另外, A.J.Prata [12]在对澳大利亚Eyre 湖的研究中,对该区域的NOAA AVHRR 遥感数据采用比值变换的处理方法,获得了Eyre 湖的湖面温度的梯度变化资料,为该湖的温度场研究提供了重要依据。
3 湖泊变迁遥感调查湖泊水体面积的扩张或萎缩是湖区生态环境变化的重要指标。
湖泊水体的边界在遥感图像上清晰可见,采用常规图像处理方法即可提取湖泊水体信息。
湖泊变迁遥感调查通常以不同时相的遥感数据为依据,分别提取不同阶段的湖泊水体信息,然后进行计算、比较,确定湖泊水体面积变迁状况。
按调查时段的长短,湖泊变迁遥感调查可区分为多年际、年际和季际等类型。
各种类型湖泊变迁遥感调查可根据在轨卫星的运行周期,选择相应的遥感数据源。
国内外重要湖泊变迁遥感调查报道较多,但区域性湖泊变迁遥感调查报道甚少。
刘登忠[13]利用Landsat 图像资料,建立了萎缩湖泊的遥感解译标志,分析了西藏高原湖泊的萎缩现状。
杨日红,于学政等[14]根据1972年Landsat MSS ,1992年T M 与1999年ET M +3个时相的遥感数据对西藏色林错湖面的增长进行动态分析后,发现27年间色林错湖面呈逐渐扩大趋势,湖泊面积从1707km 2增至1823km 2。
并分别从气象学、构造地质学及高原隆升等方面分析了湖面扩大的原因,认为很有可能是由于温室效应,使得气温上升,冰雪、冰川融化和冻土软化释放水注入色林错,进而引起湖面增长。
殷立琼,江南等[15]利用80年代后期以来不同时相的Landsat 遥感数据,研究了近15年来太湖面积变化状况。
研究结果表明,从1988年到2003年的15年间,太湖面积共减少910226km 2。
此外,西北的青海湖[16]、华中的江汉湖泊群[17～18]、华东的大纵湖[19]等的遥感变迁调查也都有所报导。
1998年抗洪救灾期间,唐伶俐,李传荣[20]等利用加拿大民用微波雷达卫星Radarsat 资料,自7月中旬开始以平均每3天的动态频度,对长江和嫩—松流域众多湖泊河流进行了全流域性水文状况的重复监测,为及时掌握洪涝态势起到了重要作用。
C.M.Birkett [21]综合利用1992年至1998年多时相雷达以及NOAA AVHRR 遥感资料,在建立波段组合和对水体信息进行有效提取的基础上,分析预测了非洲乍得湖的年际和季际水面变化及该流域的洪水变化规律,讨论了乍得湖流域水运动对周边河流、湿地和沼泽的影响,指出湖面的变迁与整个流域的水文状况之间的内在联系。
Jiang Li [22]在研究湖泊遥感信息识别技术时,以美国的Nebraska 地区湖泊为对象,选取连续的多时相Landsat MSS 和T M 遥感图像资料,在进行了图像辐射校正和集合校正的基础上,对遥感图像进行监督分类、目标识别、轮廓参数跟踪,并且提出了分段线形多边形近似法,建立了基于空间模型边界形状提取的湖泊变迁分析方法。
4 湖冰遥感监测湖冰的形成、规模、持续时间、解冻特征等是湖泊所处区域气候、环境变化的反映。
国982第3期孟庆伟等:遥感技术在湖泊环境研究中的应用内对湖冰的遥感监测主要集中在高纬度高海拔地区的湖泊。
陈贤章,王光宇等[23]和曾群柱,陈贤章等[24]在对青海湖湖冰的研究中,由NOAAAVHRR 遥感数据经几何校正及图像处理,获得湖冰冻结与解冻过程图,认为青海湖一般11月初出现岸冰并逐渐扩大至12月底或元月初全部封冻;4月初开始解冻,先于湖心岛附近湖冰破裂,4月下旬或5月初全部融化完毕。
湖冰冻结和解冻过程、湖冰厚度等与气温波动有密切关系,并且根据实测资料推断青海湖湖冰厚度有逐渐变薄的趋势。
Andrew N.Pilant 和Ashok Asarwal [25]利用S AR (合成孔径雷达)图像研究了北美五大湖区的湖冰情况,并对具有典型研究意义的Superior 湖的S AR 图像和低空倾斜航空照片进行分析,获得了该湖不同位置的湖冰分布特点和发育规律,指出湖冰已经对五大湖地区的大气流动、气候、生态和人类活动产生了影响。
T akeshi Matsuoka 和Seiho Uratsuka [26]等则利用1998至1999年的S AR 遥感数据讨论了日本北海道东北部地区湖冰的反向散射模型,由此建立的散射系数模型的计算结果得到了实际观测数据的印证。
5 湖泊遥感调查围湖鱼塘、滩地利用是平原湖泊利用的主要方式。
采用遥感图像目标分析解译、实地调查验证、遥感图像目标类型修正的研究方法可以划分研究区湖泊资源可用类型。
