基于星载SAR的中国大型湖泊水华识别
发布时间：2021-04-10 17:53
近些年来,伴随着经济的发展和湖泊流域人类活动的加剧,我国部分湖泊富营养化导致的水华现象日趋严重。藻类爆发时聚集在水面因为其光谱特征与植物类似,与水体特征差异较大,所以采用光学遥感可以有效的对水体水华进行识别。但是光学遥感只能在白天观测,且受到云、雨等气象因素限制较多。而合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）具备全天候、全天时、不受天气影响及具有一定穿透性的特点,较好的弥补了光学遥感的不足。随着SAR技术的日益成熟,微波遥感监测水环境愈发受到重视,因此,基于SAR的水华监测、识别的研究,具有非常重要的意义。本文以中国典型的水华多发水体太湖为例,以巢湖及丹江口水库为验证,开展基于SAR图像的水华监测识别研究。以SAR图像的暗斑为主要研究对象。“暗斑”指的是由于水华降低雷达后向散射,导致在SAR图像上所呈现低灰度区域。但是诸如“低风速”水面等目标也会降低雷达后向散射,形成类似暗斑现象,给单独使用SAR图像识别水华造成干扰。本文综合应用相关分割算法进行图像暗斑的前期分割处理,采用同步光学影像标记已分割好暗斑的属性,结合SAR图像中水面各区域的散射特征、几何特征...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域：丹江口水库、巢湖、太湖
图 2-1 常见水生植物反射率光谱图）常用水华识别光谱指数浮藻指数(FAI)指数 FAI(FloatingAlgae Index)，使用红光、近红外和短波红外波段。=， ′，，=,+ (, ,) × ( )/( )= ( cosΘ ) 瑞利(Rayleigh)散射反射率， 是去除瑞丽散射的反射率。 是辐感器辐射率， 垂直入射阳光辐射照度。归一化植被指数 NDVI
动会接收到不同位置上相同目标地物的回波信号。信号组合成二维矩阵，从现对目标的二维成像。SAR 图像纹理丰富，图像有良好的对比度且轮廓比晰，图像上目标地物能展示较多细节归功于其较高的分辨率，SAR 较短的线在不断“运动”的方式下相当于合成一个等效的大天线，提高了方位向分；距离向上通过对接收到的宽带信号进行脉冲压缩的方法实现高分辨率。这得到了一幅高分辨率的二维遥感图像，也是 SAR 成像的基本原理。图 2-3 给出了 SAR 成像的几何关系，雷达在轨道上匀速前进并接收回波，观测后对信号处理合成得到 SAR 图像。信号通过雷达发射表达式为：( ) = [ ( ) ( ) ( 2 )](2-5)其中 为调频信号斜率， 为信号载频， 为信号的脉冲宽度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FAI方法的洱海蓝藻水华遥感监测[J]. 张娇,陈莉琼,陈晓玲. 湖泊科学. 2016(04)
[2]基于MODIS植被指数时间谱的太湖2001年—2013年蓝藻爆发监测[J]. 李瑶,张立福,黄长平,王晋年,岑奕. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[3]丹江口水库库区近20年的月水域变化分析[J]. 董亚东,杨文宇. 中国西部科技. 2016(01)
[4]基于MODIS数据的日照市近海浒苔监测及影响因子分析[J]. 孙慧,谢小平. 国土资源遥感. 2016(01)
[5]基于HJ-1卫星的丹江口库区水质遥感监测研究[J]. 朱玉霞,张杰,刘锐,王英才. 环境科技. 2014(05)
[6]基于MODIS数据的2000-2013年洞庭湖水华时空变化研究[J]. 张维,赵运林,薛云,刘凤姣. 电脑与电信. 2014(Z1)
[7]基于极化参数的SVM海上溢油识别[J]. 邹亚荣,梁超,曾韬. 海洋学研究. 2013(03)
[8]基于SAR纹理特征的海面溢油识别研究[J]. 孙芳芳. 中国水运(下半月). 2013(09)
[9]基于实测光谱分析和MODIS数据鄱阳湖叶绿素a浓度估算[J]. 张永杰,王卷乐,冉盈盈,杨飞,曹晓明,郭海会. 长江流域资源与环境. 2013(08)
[10]基于MODIS植被指数的太湖蓝藻信息提取方法研究[J]. 李亚春,孙佳丽,谢志清,谢小萍. 气象科学. 2011(06)
博士论文
[1]内陆水体蓝藻水华主被动遥感监测研究[D]. 王甘霖.华东师范大学 2015
硕士论文
[1]太湖蓝藻水华的遥感监测预警研究[D]. 吕凯.中国地质大学(北京) 2015
[2]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
[3]支持向量机分类算法研究与应用[D]. 彭璐.湖南大学 2007
本文编号：3130079
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域：丹江口水库、巢湖、太湖
图 2-1 常见水生植物反射率光谱图）常用水华识别光谱指数浮藻指数(FAI)指数 FAI(FloatingAlgae Index)，使用红光、近红外和短波红外波段。=， ′，，=,+ (, ,) × ( )/( )= ( cosΘ ) 瑞利(Rayleigh)散射反射率， 是去除瑞丽散射的反射率。 是辐感器辐射率， 垂直入射阳光辐射照度。归一化植被指数 NDVI
动会接收到不同位置上相同目标地物的回波信号。信号组合成二维矩阵，从现对目标的二维成像。SAR 图像纹理丰富，图像有良好的对比度且轮廓比晰，图像上目标地物能展示较多细节归功于其较高的分辨率，SAR 较短的线在不断“运动”的方式下相当于合成一个等效的大天线，提高了方位向分；距离向上通过对接收到的宽带信号进行脉冲压缩的方法实现高分辨率。这得到了一幅高分辨率的二维遥感图像，也是 SAR 成像的基本原理。图 2-3 给出了 SAR 成像的几何关系，雷达在轨道上匀速前进并接收回波，观测后对信号处理合成得到 SAR 图像。信号通过雷达发射表达式为：( ) = [ ( ) ( ) ( 2 )](2-5)其中 为调频信号斜率， 为信号载频， 为信号的脉冲宽度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FAI方法的洱海蓝藻水华遥感监测[J]. 张娇,陈莉琼,陈晓玲. 湖泊科学. 2016(04)
[2]基于MODIS植被指数时间谱的太湖2001年—2013年蓝藻爆发监测[J]. 李瑶,张立福,黄长平,王晋年,岑奕. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[3]丹江口水库库区近20年的月水域变化分析[J]. 董亚东,杨文宇. 中国西部科技. 2016(01)
[4]基于MODIS数据的日照市近海浒苔监测及影响因子分析[J]. 孙慧,谢小平. 国土资源遥感. 2016(01)
[5]基于HJ-1卫星的丹江口库区水质遥感监测研究[J]. 朱玉霞,张杰,刘锐,王英才. 环境科技. 2014(05)
[6]基于MODIS数据的2000-2013年洞庭湖水华时空变化研究[J]. 张维,赵运林,薛云,刘凤姣. 电脑与电信. 2014(Z1)
[7]基于极化参数的SVM海上溢油识别[J]. 邹亚荣,梁超,曾韬. 海洋学研究. 2013(03)
[8]基于SAR纹理特征的海面溢油识别研究[J]. 孙芳芳. 中国水运(下半月). 2013(09)
[9]基于实测光谱分析和MODIS数据鄱阳湖叶绿素a浓度估算[J]. 张永杰,王卷乐,冉盈盈,杨飞,曹晓明,郭海会. 长江流域资源与环境. 2013(08)
[10]基于MODIS植被指数的太湖蓝藻信息提取方法研究[J]. 李亚春,孙佳丽,谢志清,谢小萍. 气象科学. 2011(06)
博士论文
[1]内陆水体蓝藻水华主被动遥感监测研究[D]. 王甘霖.华东师范大学 2015
硕士论文
[1]太湖蓝藻水华的遥感监测预警研究[D]. 吕凯.中国地质大学(北京) 2015
[2]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
[3]支持向量机分类算法研究与应用[D]. 彭璐.湖南大学 2007
本文编号：3130079
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