太湖水体环境遥感监测实验及其软件实现(王桥等著)思维导图
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太湖水质监测方案2008年5月29日,以“太湖美,美就美在太湖水”著称的无锡太湖,突然大面积蓝藻暴发,供给无锡全市市民的饮用水源迅速被蓝藻污染,小小蓝藻搅得无锡市近200万人口生活不得安宁。
千百年来被太湖滋养的无锡,被一场严重的水危机打了个措手不及。
太湖蓝藻的肆虐,不是一朝一夕就形成的,太湖蓝藻的危害已经有二十多年了,至今已呈积重难返之势。
太湖蓝藻的治理,相关部门也早就采取措施加以治理,但至今仍没有找到根治蓝藻的方法,太湖蓝藻的治理,出路到底在哪里?蓝藻的爆发更多是人祸造成“蓝藻”是一种最原始的单细胞藻类植物,一般呈蓝绿色,少数呈红色,主要分布在淡水中。
在一些营养丰富的水体中,有些“蓝藻”经常在夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫(称为“水华”),造成水体缺氧、腐臭。
“蓝藻”死亡后会产生毒素,加剧水质恶化,严重污染饮用水。
这次无锡水危机最直接的原因是蓝藻暴发,看上去是气温升高、降雨偏少弱化了水体本身的净化能力,致使水质进一步恶化,加剧了蓝藻的灾情。
但不可否认的是,这样一场生态灾难的背后挥之不去的是人祸的影子。
据有关监测结果显示,太湖的营养盐浓度持续增高,1998年以来湖心区监测点水体总磷的浓度和叶绿素含量的平均值均呈现不断增加趋势。
由于水体严重富营养化,太湖流域的饮用水日益受到威胁。
监测数据显示,目前,太湖流域的饮用水源地水质以Ⅱ类、Ⅲ类为主,有32%的水体水质不能达到饮用水要求。
从1995年起,太湖就被列入国家“三河三湖”水污染防治的重点,十多年的治理中,各级政府都投入了大量资金,建设了大批工程。
据统计,2005年太湖治理一期总投资约人民币100亿元,即将开始的太湖治理二期工程预算投资甚至达到了1000亿元。
然而所有的努力,都被污染的加剧所淹没。
近年来,太湖上的蓝藻就像“牛皮癣”,越治越多,一到夏天就暴发。
太湖湖泊生态系统结构遭受空前破坏,连续多年发生了湖泊萎缩、功能衰退、水质污染、湿地减少等现象。
太湖藻类的定量遥感监测的开题报告一、研究背景及意义:太湖作为国内面积最大、功能最多元的淡水湖泊之一,是中国东部地区经济、生态、文化等方面的重要区域核心。
但由于人类活动的影响,太湖已经成为我国典型的富营养化湖泊,其中蓝藻、绿藻、硅藻等藻类水华的漫发严重危害着太湖的水资源和环境质量,对区域经济、社会和生态环境的稳定和可持续发展产生重要影响。
目前,针对藻类水华问题,科技人员在传统的采样监测方式的基础上,开始使用遥感监测手段对太湖藻类水华进行定量研究。
遥感监测方法在时间、空间和定量领域表现出了优越性能,成为太湖远程监测与分析的重要技术手段。
因此,太湖藻类的定量遥感监测研究具有现实意义。
二、研究内容与任务:1. 研究太湖藻类水华的空间分布规律和发展趋势。
2. 建立太湖藻类水华遥感检测与定量分析方法。
3. 分析藻类水华与环境因素之间的关系和影响规律。
4. 探究各种干预措施的有效性与适用性。
三、研究方法:1. 综合使用多源卫星数据、光谱数据和气象数据,构建太湖藻类水华遥感监测系统。
2. 利用遥感数据进行监测模型的构建、优化和验证。
3. 结合野外实验,建立藻类水华与环境因素之间的关系模型。
4. 采用统计学方法对监测数据进行分析。
四、预期成果:1. 确定太湖藻类水华的空间分布规律和发展趋势。
2. 建立太湖藻类水华遥感检测与定量分析方法。
3. 发掘藻类水华与环境因素之间的关系和影响规律。
4. 探索干预措施的有效性与适用性。
5. 为太湖生态与环境保护提供科学依据。
五、研究难点:1. 如何建立精准的监测模型。
2. 如何克服遥感数据的缺陷及其分析过程中的干扰因素。
3. 如何准确分析藻类水华与环境因素的影响关系。
六、研究的创新之处:1. 基于遥感方法及相关技术的智能信息技术平台建设,完成大面积高分辨率空间及时藻华的识别与分类。
2. 结合藻类水华的生态基础和环境因素,发掘数据间的关系发现,建立有效的数据挖掘模型。
3. 对于不同措施的策划、生态效益的实现和推广,在不断探索中总结出一定的规律,提出参考意见和建议,为进一步的研究和实践积累丰富的实践经验。
应用M ODIS 监测太湖水体叶绿素a浓度季节变化研究王世新,焦云清,周艺,祝令亚,阎福礼(中国科学院遥感应用研究所,北京10010)摘要:以太湖作为实验区,利用波段比值、差值和组合算法讨论了非成像及成像高光谱数据和叶绿素浓度相关性差异和敏感波段分布,在此基础上将不同时段的M ODIS 影像,不同空间分辨率的波段反射率与叶绿素a 浓度实测值进行相关分析,通过回归拟合建立并验证了不同季节的叶绿素a 浓度遥感监测模型,并应用模型计算出太湖水体叶绿素a 浓度的分布情况,对太湖水质变化进行了评价。
研究结果表明,M ODIS 影像在太湖的水质动态变化监测中是可用的。
关键词:M ODIS 影像;叶绿素a;季节变化;模型;太湖中图分类号:T P79 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2008)95-0047-07收稿日期:2007-04-25修订日期:2007-05-23基金项目:国家自然科学基金(40671141)、国家863项目(2006AA 06Z419)共同资助作者简介:王世新(1965~),男,山东人,研究员,主要进行环境遥感和灾害遥感监测研究。
太湖位于长江三角洲地区。
近年来太湖的富营养化问题,已经严重影响了太湖的环境质量。
作为富营养化的关键指标,用来表征藻类爆发程度的叶绿素a 浓度是量化水质状况的重要参数之一。
因此,快速、准确、高频率地监测水环境质量,预警藻类爆发,迫切需要采用各种高新技术,尤其是遥感技术来检测和监测水体叶绿素浓度的时空变化。
对于叶绿素浓度的定量遥感反演,国内外众多学者开展了大量工作,并建立了不同的光学遥感模型,如Thiem ann S.等利用实测光谱和IRS -1c 卫星数据对M ecklenbur g 湖的叶绿素浓度进行了探测[1];P.A.Brivio 等应用TM 影像对Garda 湖的叶绿素浓度变化进行了评价[2];疏小舟等应用OM IS -II 航空成像光谱对太湖叶绿素a 的浓度分布进行了估算[3]。
太湖蓝藻水华遥感监测方法一、本文概述太湖,作为中国最大的淡水湖之一,近年来面临着严重的蓝藻水华污染问题。
蓝藻水华的大面积爆发不仅破坏了水生态系统,还对周边地区的水资源安全构成了严重威胁。
因此,对太湖蓝藻水华的有效监测与管理显得尤为重要。
本文旨在探讨遥感技术在太湖蓝藻水华监测中的应用方法,以期为相关领域的研究与实践提供有价值的参考。
本文首先介绍了太湖蓝藻水华问题的严重性和遥感技术在该领域的应用背景,阐述了遥感监测的重要性和可行性。
接着,文章详细介绍了遥感监测方法的基本原理和流程,包括遥感数据源的选择、数据预处理、特征提取以及蓝藻水华信息的提取与识别等关键步骤。
在此基础上,文章还深入探讨了遥感监测方法的优缺点,以及在实际应用中可能面临的挑战和问题。
本文总结了遥感技术在太湖蓝藻水华监测中的实际应用案例和效果评估,展望了遥感技术在未来蓝藻水华监测与管理中的发展前景和趋势。
通过本文的研究,旨在为太湖蓝藻水华的遥感监测提供一套科学、有效、可行的方法论,为水环境保护和水资源管理提供有力支持。
二、太湖蓝藻水华概述太湖,作为中国第三大淡水湖,其生态环境和水质状况对于周边地区乃至全国都具有重要影响。
然而,近年来,太湖蓝藻水华频繁爆发,严重影响了太湖的水质和生态环境。
蓝藻水华是一种由蓝藻(一种原核生物)过度繁殖引起的水体污染现象,其大量繁殖会消耗水中的氧气,导致水生生物死亡,同时还会产生有害的次生代谢产物,对人类和其他生物的健康构成威胁。
太湖蓝藻水华的发生与多种因素有关,包括气候条件、水体营养状况、湖泊地形等。
其中,气候因素如温度、光照、风速等直接影响蓝藻的生长和繁殖;水体营养状况,如氮、磷等营养物质的含量,为蓝藻提供了生长所需的营养物质;而太湖独特的湖泊地形和水文条件,也为蓝藻的聚集和繁殖提供了有利条件。
为了有效监测和防控太湖蓝藻水华,遥感技术被广泛应用于太湖蓝藻水华的监测中。
遥感技术具有覆盖范围广、获取信息量大、更新速度快等优势,能够实现对太湖蓝藻水华的快速、准确监测。
环境遥感监测软件平台与业务运行示范
一、项目基本情况:
1、成果登记号:环保科成登字20060005
2、主要完成人:王桥张兵闾国年李旭文魏斌韦玉春黎刚
李云梅吴传庆胡兴堂黄家柱孙仲平申文明
李俊生牛志春
3、主要完成单位:国家环保总局信息中心中国科学院遥感应用研究所
南京师范大学江苏省环境监测中心
4、项目起止时间:2003年05月01日至2005年06月01日
二、项目简介:
本项目来源于国家高技术研究发展计划信息技术领域信息获取与处理技术主题遥感应用专题。
其主要针对中国流域水体污染及典型生态状况监测的实际需求,以水网密布、流域水环境管理任务十分艰巨的江苏境内长江、太湖流域为示范地区,研究解决流域水体污染及典型-生态状况遥感信息获取、分析、处理和应用中的关键技术,开发建立我国首个环境遥感监测软件平台,进行省级环境遥感监测业务化运行示范。
本项目开发的软件系统已在江苏省环境信息监测中心进行了应用示范,通过与地面试验相结合,对模型进行了检验,也对系统进行了全面的测试,同时试验生产了20种多种太湖生态环境遥感监测数据产品,取得了比较好的效果,并受到有关部门和领导的高度评价,表明课题研制的模型方法和软件系统具有很好的实用怀和应用潜力。