基于GIS/RS的滇池藻类水华时空变化及驱动因子分析
发布时间：2021-11-14 17:44
近几十年来,随着经济的发展,工业化和城镇化的不断加强,人类活动对自然环境的影响不断加剧,我国内陆湖泊正面临富营养化问题,严重威胁人类健康、制约经济社会的发展。作为国家“三湖三河”（淮河、辽河、海河、太湖、巢湖和滇池）重点治理工程之一的滇池,更是遭受了严重的富营养化问题,从20世纪80年代末开始出现大面积的藻类水华,给当地的饮水、农业灌溉、渔业养殖等带来了一系列问题。如何快速准确地对藻类水华进行长时间监测,揭示滇池藻类水华的时间、空间分布和变化特征,以及产生这些变化的原因,对滇池水体污染防治来说极为重要。遥感可以方便地对地表进行大面积同步观测,获取及时的地面数据。由于具有监测范围广、成像速度快、经济成本低和重访周期短等特点,遥感正逐渐发展成为当今水环境调查及研究的重要手段之一。其中MODIS传感器具有很高的时间和空间分辨率,可一天两次过境,最高分辨率为250m,这些特点使MODIS在地表动态监测方面得到非常广泛的运用。本文利用2000-2014年的MODIS遥感影像数据,采用浮游藻指数FAI,估算滇池藻类水华的面积,研究了滇池藻华年内的时间和空间变化特征,以及近15年来滇池藻华开始日期和...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１滇池区位图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｋｅ?Ｄｉａｎｃｈｉ??３．２ＭＯＤＩＳ数据简介??
３．４．１浮游藻指数ＦＡＩ计算??对ＭＯＤＩＳ影像进行预处理后，根据ＦＡＩ计算原理，利用ＭＯＤＩＳ的ＲＥＤ波??段、ＮＩＲ波段和ＳＷＩＲ波段，逐景计算滇池外海的ＦＡＩ。如图３．６所示，分别表示??假彩色影像和计算后的ＦＡＩ图像，可以看出，ＦＡＩ图像可以很好地将藻华区域凸显??出来。??ＭＯＤＩＳ／Ｔｅｒｒａ?＾?Ｍ??２００４／１０／１９?ｉａ－０．０３０??。云覆盖区??图３．６浮游藻指数ＦＡＩ计算结果??Ｆｉｇ．?３．６?ＦＡＩ?Ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｌａｋｅ?Ｄｉａｎｃｈｉ??３．４．２滇池藻类水华面积提取阈值的确定??浮游藻指数可以凸显水体中的藻类信息，但要将水体和藻类分幵，需要对ＦＡＩ??进行阈值分割，提取出藻类覆盖的区域，从而计算藻类水华的面积。前人研宄表??明，ＦＡＩ值＞０．０２时，该像元可认为是完全藻类覆盖，即藻类覆盖率为１００％，而??ＦＡＩ＾－０．０１可用来排除浑池水体的影响为了确定滇池藻类提取的ＦＡＩ阈值，??本文从２０００？２０１４年每年各取两景有大量藻类覆盖的影像，对于各景影像，首先??利用ＦＡＨ０．０１和ＦＡＩ＞０．０２排除浑池水体和完全藻类覆盖的像元，再对各景影像??做梯度分析
??ＦＡＩ＝０．００２。图３．７是２００４年１０月１９日的ＭＯＤＩＳ影像提取藻华区域的结果，可??以看出提取结果是比较好的。??ＭＯＤＩＳ／Ｔｅｒｒａ?ｔｔ?覆盖区??２００４／１０／１９?—藻华区域??图３．７藻华区域提取结果??Ｆｉｇ．?３．７?Ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?Ａｌｇａｅ?Ｃｏｖｅｒ?Ａｒｅａ?Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ??３．４．３滇池藻类水华面积的估算??ＭＯＤＩＳ影像的分辨率为２５０ｍ，对于滇池而言，在２５０ｍ?Ｘ?２５０ｍ的栅格像元??中，存在以下三种情况：（１）像元为纯净水体，无藻类覆盖；（２）像元为水体和??藻类的混合像元；（３）像元为完全藻类覆盖。因此，对于上一节中提取出的藻类??覆盖范围，不能直接以藻类覆盖的像元数量乘以像元大小的方式简单计算藻类水??华面积，而应当考虑到混合像元的情况，也就是说，在不是藻类完全覆盖的像元??中，藻类水华的面积并不是２５０ｍＸ２５０ｒｎ。对于不完全藻类覆盖的像元，藻类的覆??盖率可认为与ＦＡＩ值成线性关系，随着ＦＡＩ值的增加，藻类覆盖率也增加。藻类??覆盖率采用以下方式计算：??Ｐｆ?Ｐ＾＾＇－ＦＡｈ?（式?３．３）??ＦＡＩ「ＦＡＩ０??式中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MODIS数据的太湖蓝藻水华时空分布规律研究[J]. 黄君,宋挺,庄严,吴蔚. 四川环境. 2014(05)
[2]滇池水葫芦规模化圈养对水环境影响的分析[J]. 罗延龄. 环境科学导刊. 2014(02)
[3]基于GIS的四川省森林火灾空间分布特征[J]. 王景华,龙先华,李德,牛树奎. 东北林业大学学报. 2012(09)
[4]东洞庭湿地植被格局变化及其影响因素[J]. 雷璇,杨波,蒋卫国,杨一鹏,Claudia Kuenzer,陈强. 地理研究. 2012(03)
[5]利用MODIS影像提取太湖蓝藻水华的尺度差异性分析[J]. 尚琳琳,马荣华,段洪涛,姜广甲,周琳. 湖泊科学. 2011(06)
[6]巢湖水环境因子的时空变化及对水华发生的影响[J]. 王书航,姜霞,金相灿. 湖泊科学. 2011(06)
[7]基于遥感影像光谱分析的蓝藻水华识别方法[J]. 林怡,潘琛,陈映鹰,任文伟. 同济大学学报(自然科学版). 2011(08)
[8]基于MERIS数据的滇池叶绿素浓度时空变化（2003-2009年）及趋势[J]. 朱晶晶,陈晋,王胜强,杨伟,松下文经. 湖泊科学. 2011(04)
[9]1976-2008年黄河三角洲湿地变化的遥感监测[J]. 陈建,王世岩,毛战坡. 地理科学进展. 2011(05)
[10]太湖水质时空特性及其与蓝藻水华的关系[J]. 张晓晴,陈求稳. 湖泊科学. 2011(03)
硕士论文
[1]基于环境1号卫星的蓝藻水华提取方法研究[D]. 郭望成.南京师范大学 2011
本文编号：3495072
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１滇池区位图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｋｅ?Ｄｉａｎｃｈｉ??３．２ＭＯＤＩＳ数据简介??
３．４．１浮游藻指数ＦＡＩ计算??对ＭＯＤＩＳ影像进行预处理后，根据ＦＡＩ计算原理，利用ＭＯＤＩＳ的ＲＥＤ波??段、ＮＩＲ波段和ＳＷＩＲ波段，逐景计算滇池外海的ＦＡＩ。如图３．６所示，分别表示??假彩色影像和计算后的ＦＡＩ图像，可以看出，ＦＡＩ图像可以很好地将藻华区域凸显??出来。??ＭＯＤＩＳ／Ｔｅｒｒａ?＾?Ｍ??２００４／１０／１９?ｉａ－０．０３０??。云覆盖区??图３．６浮游藻指数ＦＡＩ计算结果??Ｆｉｇ．?３．６?ＦＡＩ?Ｉｍａｇｅ?ｏｆ?Ｌａｋｅ?Ｄｉａｎｃｈｉ??３．４．２滇池藻类水华面积提取阈值的确定??浮游藻指数可以凸显水体中的藻类信息，但要将水体和藻类分幵，需要对ＦＡＩ??进行阈值分割，提取出藻类覆盖的区域，从而计算藻类水华的面积。前人研宄表??明，ＦＡＩ值＞０．０２时，该像元可认为是完全藻类覆盖，即藻类覆盖率为１００％，而??ＦＡＩ＾－０．０１可用来排除浑池水体的影响为了确定滇池藻类提取的ＦＡＩ阈值，??本文从２０００？２０１４年每年各取两景有大量藻类覆盖的影像，对于各景影像，首先??利用ＦＡＨ０．０１和ＦＡＩ＞０．０２排除浑池水体和完全藻类覆盖的像元，再对各景影像??做梯度分析
??ＦＡＩ＝０．００２。图３．７是２００４年１０月１９日的ＭＯＤＩＳ影像提取藻华区域的结果，可??以看出提取结果是比较好的。??ＭＯＤＩＳ／Ｔｅｒｒａ?ｔｔ?覆盖区??２００４／１０／１９?—藻华区域??图３．７藻华区域提取结果??Ｆｉｇ．?３．７?Ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?Ａｌｇａｅ?Ｃｏｖｅｒ?Ａｒｅａ?Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ??３．４．３滇池藻类水华面积的估算??ＭＯＤＩＳ影像的分辨率为２５０ｍ，对于滇池而言，在２５０ｍ?Ｘ?２５０ｍ的栅格像元??中，存在以下三种情况：（１）像元为纯净水体，无藻类覆盖；（２）像元为水体和??藻类的混合像元；（３）像元为完全藻类覆盖。因此，对于上一节中提取出的藻类??覆盖范围，不能直接以藻类覆盖的像元数量乘以像元大小的方式简单计算藻类水??华面积，而应当考虑到混合像元的情况，也就是说，在不是藻类完全覆盖的像元??中，藻类水华的面积并不是２５０ｍＸ２５０ｒｎ。对于不完全藻类覆盖的像元，藻类的覆??盖率可认为与ＦＡＩ值成线性关系，随着ＦＡＩ值的增加，藻类覆盖率也增加。藻类??覆盖率采用以下方式计算：??Ｐｆ?Ｐ＾＾＇－ＦＡｈ?（式?３．３）??ＦＡＩ「ＦＡＩ０??式中
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MODIS数据的太湖蓝藻水华时空分布规律研究[J]. 黄君,宋挺,庄严,吴蔚. 四川环境. 2014(05)
[2]滇池水葫芦规模化圈养对水环境影响的分析[J]. 罗延龄. 环境科学导刊. 2014(02)
[3]基于GIS的四川省森林火灾空间分布特征[J]. 王景华,龙先华,李德,牛树奎. 东北林业大学学报. 2012(09)
[4]东洞庭湿地植被格局变化及其影响因素[J]. 雷璇,杨波,蒋卫国,杨一鹏,Claudia Kuenzer,陈强. 地理研究. 2012(03)
[5]利用MODIS影像提取太湖蓝藻水华的尺度差异性分析[J]. 尚琳琳,马荣华,段洪涛,姜广甲,周琳. 湖泊科学. 2011(06)
[6]巢湖水环境因子的时空变化及对水华发生的影响[J]. 王书航,姜霞,金相灿. 湖泊科学. 2011(06)
[7]基于遥感影像光谱分析的蓝藻水华识别方法[J]. 林怡,潘琛,陈映鹰,任文伟. 同济大学学报(自然科学版). 2011(08)
[8]基于MERIS数据的滇池叶绿素浓度时空变化（2003-2009年）及趋势[J]. 朱晶晶,陈晋,王胜强,杨伟,松下文经. 湖泊科学. 2011(04)
[9]1976-2008年黄河三角洲湿地变化的遥感监测[J]. 陈建,王世岩,毛战坡. 地理科学进展. 2011(05)
[10]太湖水质时空特性及其与蓝藻水华的关系[J]. 张晓晴,陈求稳. 湖泊科学. 2011(03)
硕士论文
[1]基于环境1号卫星的蓝藻水华提取方法研究[D]. 郭望成.南京师范大学 2011
本文编号：3495072
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