基于遙感監(jiān)測的湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識別研究.pdf

1、湖泊水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為全球性的環(huán)境問題之一。近年來由于氣候變暖和人類活動的雙重作用，造成蒙新高原區(qū)湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)日益惡化，直接威脅到湖區(qū)周圍脆弱的生態(tài)系統(tǒng)和沿湖人們的生產(chǎn)生活。因此必須加強湖泊水質(zhì)的監(jiān)測和治理。常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測費時費力，并且很難反映湖泊的整體水質(zhì)狀態(tài)，而遙感技術(shù)可以快速、及時的提供整個湖區(qū)的水質(zhì)狀態(tài)，具有監(jiān)測范圍廣、成本低和便于進行長期動態(tài)監(jiān)測的特殊優(yōu)勢，在湖泊水質(zhì)監(jiān)測中具有巨大的應(yīng)用潛力。 本文的研究目的是

2、通過開展湖泊水體水質(zhì)遙感監(jiān)測的方法和技術(shù)研究，發(fā)展適合湖泊水體水質(zhì)監(jiān)測的多光譜波段分析技術(shù)，形成具有可操作性的中低分辨率多光譜水質(zhì)遙感監(jiān)測方法和技術(shù)。在總結(jié)分析國內(nèi)外水質(zhì)遙感監(jiān)測和湖泊富營養(yǎng)化評價識別研究領(lǐng)域已有的理論、技術(shù)和方法的基礎(chǔ)上，將烏梁素海作為研究區(qū)，以湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)識別指標總氮、總磷、葉綠素a、化學需氧量和透明度為研究對象，系統(tǒng)研究了利用Landsat5 TM遙感數(shù)據(jù)反演湖泊水體水質(zhì)組分的方法和技術(shù)。研究內(nèi)容涉及遙感數(shù)據(jù)的

3、獲取及與其同步(準同步)的地面數(shù)據(jù)采集、遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理、水質(zhì)參數(shù)的光譜特征分析、波段數(shù)據(jù)分析和最佳波段和波段組合的選擇、利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量反演模型及模型精度的分析和檢驗，最后利用模糊模式識別交叉迭代模型對水質(zhì)濃度遙感反演數(shù)據(jù)進行了湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識別研究，并將識別結(jié)果與湖泊水體實際調(diào)查的富營養(yǎng)化狀態(tài)進行對比分析驗證其準確性。本文研究重點放在利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建水質(zhì)濃度遙感定量

4、反演模型研究和利用模糊模式識別交叉迭代模型對水質(zhì)濃度遙感反演數(shù)據(jù)進行了湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)的模糊模式識別研究上。 研究結(jié)果顯示Landsat5 TM遙感數(shù)據(jù)的1-4波段對湖泊水體水質(zhì)參數(shù)反應(yīng)比較靈敏，且與單波段相比，波段組合比值算法與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)性有明顯的提高。利用徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建了適合湖泊水體水質(zhì)濃度遙感反演模型，水質(zhì)濃度遙感反演平均誤差控制在±25％。在驗證了以模糊模式識別交叉迭代模型作為計算原理開發(fā)的湖泊富