基于环境小卫星的湖泊水质遥感监测开题报告

 2023-10-25 03:23:31

1. 研究目的与意义

研究背景

太湖是中国第三大淡水湖,也是富营养化比较严重的湖泊之一。叶绿素a、悬浮物、有色可溶性有机物等是水质监测的重要参数,这些水质参数浓度的变化,会引起水体生物光学特性和水面反射率的改变,利用遥感技术,根据水体光谱特性与水质参数浓度间的关系,反演水质参数,可以实现湖泊水质的高频率、大范围、准实时监测。太湖水质参数的浓度变化及其潜在的危害己经引起环境保护部门、水资源管理部门以及公众的广泛关注,但是水质参数浓度变化机理尚不明确,一些预防和治理水质劣化的措施未能得到预期的效果。因此需要对水质参数进行时空动态监测。常规的人工现场采集水样进行水质分析的方法,虽然监测结果较准确,但采样频次有限、成本高、耗时长,且对于大型湖泊难以获得整个水体的水质情况。遥感技术监测范围广、成本低,可以快速、实时地监测水体的动态变化。随着我国卫星技术的不断发展,遥感技术在资源管理和环境监测方面得到了极大的应用。目前,我国的卫星遥感平台主要有中巴地球资源卫星系列(CBERS)3颗、风云卫星系列(FY)、中国遥感卫星系列(YG)17颗、资源卫星(ZY)3颗、北京一号(二号)、环境一号(HJ-1)2颗、高分一号(GF-1)、高分二号(GF-2)等。其中,中巴地球资源1号卫星(CBERS-1)是我国发射的第一颗自行研制的资源卫星,它的成功发射具有重要的意义。环境一号卫星(HJ-1)是我国于2008年发射的专门用于环境和灾害监测的对地观测卫星,由两颗光学卫星(HJ-1A卫星和HJ-1B卫星)一颗雷达卫星(HJ-1C卫星)组成,拥有光学、红外、超光谱多种探测手段,具有大范围、全天候、全天时、动态的环境和灾害监测能力。本研究利用环境小卫星环境卫星HJ-1B的CCD-1B图像反演太湖叶绿素a浓度的完整流程,涉及环境小卫星的数据读取、辐射定标、几何校正、大气校正、反演模型的建立、遥感反演过程、反演结果验证等内容。

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2. 研究内容和预期目标

研究内容:

本研究选取环境小卫星HJ-1B的CCD-1B图像作为数据源,根据环境小卫星CCD数据特点及太湖水质反演技术要求,采用的技术路线为如下:

1、先对环境小卫星CCD数据进行数据预处理,依次为:数据读取、辐射定标、几何校正(图像配准)、大气校正、太湖区裁剪。

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

本研究先对环境小卫星CCD数据进行数据预处理,依次为:数据读取、辐射定标、几何校正(图像配准)、大气校正、太湖区裁剪。其次进行叶绿素浓度反演:利用波段比值法对实测的叶绿素a浓度数据建立反演模型,将模型应用于太湖水面区域影像,反演出整个太湖区的叶绿素a浓度。

数据预处理:

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4. 参考文献

[1]赵琳.基于多光谱遥感技术的白洋淀水质演变监测方法研究[J].现代信息科技,2023,7(03):106-109.DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.03.024.

[2]李文强,韩留生.基于Sentinel-2A的广州市黑臭水体遥感识别[J].科技与创新,2023(03):44-48.DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2023.03.014.

[3]钱进,李澜,姚敏,巩彩兰.基于Landsat-8卫星遥感反演内陆河湖水质参数[J].江苏水利,2023(02):34-39.DOI:10.16310/j.cnki.jssl.2023.02.015.

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5. 计划与进度安排

1) 1.5 学生选题,导师参加选题指导,并与指导教师见面。

2)3.1-3.16 指导教师下达毕业论文任务书,掌握本课题的基本原理和当前的发展现状。并根据期间参考资料情况,完成开题报告。

3)3.17-3.31 学生收集资料,实地调查,设计论文详细提纲。

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