基于高分一号卫星影像的鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度反演与决策树分析
发布时间：2022-11-06 12:50
鄱阳湖是中国第一大淡水湖。水体悬浮泥沙作为重要的水质参数之一,是水环境监测与泥沙输移有关的侵蚀、沉积过程所带来的灾害等问题的关键因素。传统的水质检测方法,需要耗费大量的人力、物力、财力,而通过遥感的方法对水质进行检测能够克服这些不足,同时时效性及广域性具有天然的优势。高分一号卫星（GF-1）是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星,它具有高空间分辨率和高时间分辨率相结合的完美特点,重访周期仅为4天,因此在监测鄱阳湖水质变化方面具有非常重要的实用价值。本文采用GF-1号遥感数据,结合鄱阳湖水文要素观测,对鄱阳湖流域水体悬浮泥沙浓度进行反演与分析。鄱阳湖流域是世界上少有的行政界限与流域自然边界高度吻合的中尺度区域,因此是研究环境保护与经济可持续发展的“人—地”关系重要区域。此研究可为该地区的环境保护与经济可持续发展提供科学的决策依据。本论文的研究内容主要有:1)鄱阳湖流域水体悬浮泥沙光谱特性的研究;2)鄱阳湖流域光谱反射率与悬浮泥沙浓度关系模型的研究;3)鄱阳湖流域悬浮泥沙遥感信息处理方法的研究;4)鄱阳湖流域悬浮泥沙浓度定量反演模型的构建与研究;5)鄱阳湖流域悬浮泥沙浓度的决策树分析。取得...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景与意义
1.2 研究现状与进展
1.2.1 国内外悬浮泥沙浓度反演研究
1.2.2 高分一号卫星的研究现状
1.3 研究的目的、内容及技术路线
1.3.1 研究的目的
1.3.2 研究的内容
1.3.3 研究的技术路线
1.4 论文的结构
2 水色遥感反演及光谱形态分类的理论与主要方法
2.1 水色遥感机理
2.1.1 水体分类
2.1.2 水体光学特性
2.1.3 湖泊水色遥感机理
2.2 湖泊水色遥感反演模型构建方法
2.2.1 分析方法
2.2.2 经验方法
2.2.3 半经验半分析方法
2.2.4 其他反演方法
2.3 水体光谱分类的方法
2.3.1 基于光谱斜率特征的分类
2.3.2 基于最值的监督分类法
2.3.3 光谱匹配法分类
2.3.4 基于光谱重排的特征提取
3 数据采集与处理
3.1 研究区域介绍
3.1.1 自然气候条件
3.1.2 水文资源条件
3.2 悬浮泥沙样品采集与测量
3.3 悬浮泥沙水体光谱测量
3.3.1 水体光谱测量原理
3.3.2 光谱数据的获取
3.3.3 光谱数据的处理
3.4 高分一号WFV影像数据
3.4.1 高分一号的主要特点
3.4.2 高分一号卫星WFV影像数据的选取
3.4.3 影像处理
3.5 敏感波段相关性
4 悬浮泥沙浓度反演和分析
4.1 水体悬浮泥沙光谱特征
4.2 光谱曲线模型相关性分析
4.2.1 峰值比值模型相关性分析
4.2.2 一阶微分法相关性分析
4.3 高分一号影像模型相关性分析
4.4 最佳模型的选择
4.5 鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度反演
5 鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度的决策树分析
5.1 基于斜率的决策树分析
5.1.1 决策树分类技术路线
5.1.2 建立决策树模型
5.1.3 决策树模型分析
5.2 基于像元比值的决策树分析
5.2.1 决策树分类过程
5.2.2 反演影像的密度分割
5.2.3 影像光谱折线图
5.2.4 各浓度范围内点的光谱值
5.2.5 决策树模型的选择
5.3 基于像元比值的决策树模型分类
5.3.1 决策树构建
5.3.2 决策树分类结果分析
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文的不足与展望
致谢
参考文献
硕士期间发表成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]多光谱遥感影像大气校正与悬沙浓度反演——以曹妃甸近岸海域为例[J]. 孔金玲,杨晶,孙晓明,杨姝,柳富田,杜东. 国土资源遥感. 2016(03)
[2]水质关键因素光谱遥感监测技术分析[J]. 崔爱红,董广军,周亚文,袁汝青. 测绘科学. 2016(11)
[3]考虑采砂影响的鄱阳湖丰水期悬浮泥沙浓度模拟[J]. 李海军,陈晓玲,陆建忠,张鹏,齐亨达,陈莉琼. 湖泊科学. 2016(02)
[4]高分一号影像数据城市生态用地监测[J]. 孟晋杰,王建华. 测绘科学. 2016(09)
[5]基于高分一号卫星遥感影像的矿区生态安全评价研究——以井陉矿区为例[J]. 刘剑锋,张可慧,马文才. 地理与地理信息科学. 2015(05)
[6]基于高分1号杭州湾河口悬浮泥沙浓度遥感反演模型构建及应用[J]. 程乾,刘波,李婷,朱利. 海洋环境科学. 2015(04)
[7]面向内陆水环境监测的GF-1卫星WFV数据特征评价[J]. 梁文秀,李俊生,周德民,申茜,张方方. 遥感技术与应用. 2015(04)
[8]基于“高分一号”遥感影像反演华南地区亚热带典型作物冠层SPAD[J]. 黄汝根,刘振华,胡月明,肖北生. 华南农业大学学报. 2015(04)
[9]基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类[J]. 况润元,罗卫,张萌. 长江流域资源与环境. 2015(05)
[10]2001-2010年鄱阳湖采砂规模及其水文泥沙效应[J]. 江丰,齐述华,廖富强,张秀秀,王点,朱静瑄,熊梦雅. 地理学报. 2015(05)
博士论文
[1]鄱阳湖生态经济区产业生态化研究[D]. 王晶.江西财经大学 2013
[2]河口水体悬浮物固有光学性质及浓度遥感反演模式研究[D]. 王繁.浙江大学 2008
[3]长江口水体表层泥沙浓度的遥感反演与分析[D]. 刘志国.华东师范大学 2007
[4]湖泊水质遥感监测与评价方法研究[D]. 祝令亚.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
[5]高光谱遥感图像目标探测与分类技术研究[D]. 耿修瑞.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
硕士论文
[1]基于GF-1影像的鄱阳湖水体叶绿素反演及光谱形态分类研究[D]. 王景琪.东华理工大学 2016
[2]面向水质监测的遥感影像反演关键技术研究[D]. 李海元.电子科技大学 2016
[3]基于GF-1 WFV影像的官厅水库悬浮物浓度反演及时空变化研究[D]. 谌沁祎.东华理工大学 2015
[4]鄱阳湖水沙时空变化遥感监测研究[D]. 罗卫.江西理工大学 2015
[5]内陆水体光学活性物质吸收特性与QAA反演[D]. 李思佳.吉林师范大学 2015
[6]利用高分一号卫星数据制作数字正射影像[D]. 周亦.吉林大学 2014
[7]PCA和ANN在鄱阳湖水质评价中的应用[D]. 胡倩如.南昌大学 2010
[8]河北曹妃甸地区近海表层悬浮泥沙浓度的遥感反演与分析[D]. 刘慧慧.长安大学 2009
[9]黄东海海洋光谱分类方法研究[D]. 叶虎平.国家海洋技术中心 2009
[10]台湾海峡MERIS数据悬浮泥沙与叶绿素浓度遥感分析[D]. 高中灵.福州大学 2006
本文编号：3703531
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文选题背景与意义
1.2 研究现状与进展
1.2.1 国内外悬浮泥沙浓度反演研究
1.2.2 高分一号卫星的研究现状
1.3 研究的目的、内容及技术路线
1.3.1 研究的目的
1.3.2 研究的内容
1.3.3 研究的技术路线
1.4 论文的结构
2 水色遥感反演及光谱形态分类的理论与主要方法
2.1 水色遥感机理
2.1.1 水体分类
2.1.2 水体光学特性
2.1.3 湖泊水色遥感机理
2.2 湖泊水色遥感反演模型构建方法
2.2.1 分析方法
2.2.2 经验方法
2.2.3 半经验半分析方法
2.2.4 其他反演方法
2.3 水体光谱分类的方法
2.3.1 基于光谱斜率特征的分类
2.3.2 基于最值的监督分类法
2.3.3 光谱匹配法分类
2.3.4 基于光谱重排的特征提取
3 数据采集与处理
3.1 研究区域介绍
3.1.1 自然气候条件
3.1.2 水文资源条件
3.2 悬浮泥沙样品采集与测量
3.3 悬浮泥沙水体光谱测量
3.3.1 水体光谱测量原理
3.3.2 光谱数据的获取
3.3.3 光谱数据的处理
3.4 高分一号WFV影像数据
3.4.1 高分一号的主要特点
3.4.2 高分一号卫星WFV影像数据的选取
3.4.3 影像处理
3.5 敏感波段相关性
4 悬浮泥沙浓度反演和分析
4.1 水体悬浮泥沙光谱特征
4.2 光谱曲线模型相关性分析
4.2.1 峰值比值模型相关性分析
4.2.2 一阶微分法相关性分析
4.3 高分一号影像模型相关性分析
4.4 最佳模型的选择
4.5 鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度反演
5 鄱阳湖水体悬浮泥沙浓度的决策树分析
5.1 基于斜率的决策树分析
5.1.1 决策树分类技术路线
5.1.2 建立决策树模型
5.1.3 决策树模型分析
5.2 基于像元比值的决策树分析
5.2.1 决策树分类过程
5.2.2 反演影像的密度分割
5.2.3 影像光谱折线图
5.2.4 各浓度范围内点的光谱值
5.2.5 决策树模型的选择
5.3 基于像元比值的决策树模型分类
5.3.1 决策树构建
5.3.2 决策树分类结果分析
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文的不足与展望
致谢
参考文献
硕士期间发表成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]多光谱遥感影像大气校正与悬沙浓度反演——以曹妃甸近岸海域为例[J]. 孔金玲,杨晶,孙晓明,杨姝,柳富田,杜东. 国土资源遥感. 2016(03)
[2]水质关键因素光谱遥感监测技术分析[J]. 崔爱红,董广军,周亚文,袁汝青. 测绘科学. 2016(11)
[3]考虑采砂影响的鄱阳湖丰水期悬浮泥沙浓度模拟[J]. 李海军,陈晓玲,陆建忠,张鹏,齐亨达,陈莉琼. 湖泊科学. 2016(02)
[4]高分一号影像数据城市生态用地监测[J]. 孟晋杰,王建华. 测绘科学. 2016(09)
[5]基于高分一号卫星遥感影像的矿区生态安全评价研究——以井陉矿区为例[J]. 刘剑锋,张可慧,马文才. 地理与地理信息科学. 2015(05)
[6]基于高分1号杭州湾河口悬浮泥沙浓度遥感反演模型构建及应用[J]. 程乾,刘波,李婷,朱利. 海洋环境科学. 2015(04)
[7]面向内陆水环境监测的GF-1卫星WFV数据特征评价[J]. 梁文秀,李俊生,周德民,申茜,张方方. 遥感技术与应用. 2015(04)
[8]基于“高分一号”遥感影像反演华南地区亚热带典型作物冠层SPAD[J]. 黄汝根,刘振华,胡月明,肖北生. 华南农业大学学报. 2015(04)
[9]基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类[J]. 况润元,罗卫,张萌. 长江流域资源与环境. 2015(05)
[10]2001-2010年鄱阳湖采砂规模及其水文泥沙效应[J]. 江丰,齐述华,廖富强,张秀秀,王点,朱静瑄,熊梦雅. 地理学报. 2015(05)
博士论文
[1]鄱阳湖生态经济区产业生态化研究[D]. 王晶.江西财经大学 2013
[2]河口水体悬浮物固有光学性质及浓度遥感反演模式研究[D]. 王繁.浙江大学 2008
[3]长江口水体表层泥沙浓度的遥感反演与分析[D]. 刘志国.华东师范大学 2007
[4]湖泊水质遥感监测与评价方法研究[D]. 祝令亚.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
[5]高光谱遥感图像目标探测与分类技术研究[D]. 耿修瑞.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
硕士论文
[1]基于GF-1影像的鄱阳湖水体叶绿素反演及光谱形态分类研究[D]. 王景琪.东华理工大学 2016
[2]面向水质监测的遥感影像反演关键技术研究[D]. 李海元.电子科技大学 2016
[3]基于GF-1 WFV影像的官厅水库悬浮物浓度反演及时空变化研究[D]. 谌沁祎.东华理工大学 2015
[4]鄱阳湖水沙时空变化遥感监测研究[D]. 罗卫.江西理工大学 2015
[5]内陆水体光学活性物质吸收特性与QAA反演[D]. 李思佳.吉林师范大学 2015
[6]利用高分一号卫星数据制作数字正射影像[D]. 周亦.吉林大学 2014
[7]PCA和ANN在鄱阳湖水质评价中的应用[D]. 胡倩如.南昌大学 2010
[8]河北曹妃甸地区近海表层悬浮泥沙浓度的遥感反演与分析[D]. 刘慧慧.长安大学 2009
[9]黄东海海洋光谱分类方法研究[D]. 叶虎平.国家海洋技术中心 2009
[10]台湾海峡MERIS数据悬浮泥沙与叶绿素浓度遥感分析[D]. 高中灵.福州大学 2006
本文编号：3703531
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