太湖水体环境遥感监测实验及其软件实现

序

前言

第一章太湖水体环境遥感监测实验背景

1.1太湖水体概况

1.2太湖水体环境问题

1.3太湖水体环境监测现状

1.4太湖水体主要监测指标及常规监测方法

1.5太湖水体水质状况及时空分布

1.6太湖水体环境遥感监测实验目标与内容

第二章太湖水体环境遥感监测实验基本原理

2.1水体的光学特性

2.2水体的光谱特征

2.3水环境遥感基本参数

2.4太湖水体主要监测指标的光学特性

2.4.1太湖水体主要监测指标吸收和后向散射特性分析

2.4.2叶绿素光学特性

2.4.3悬浮物的光学特性

2.4.4有色可溶性有机物(CDOM)的光学特性

2.5水体环境遥感监测方法及进展

2.5.1基本原理

2.5.2分析方法

2.5.3经验方法

2.5.4半经验方法

2.5.5叶绿素a遥感监测回顾

2.5.6悬浮物遥感监测回顾

2.5.7可溶性有机物遥感监测回顾

2.5.8溶解性有机碳遥感监测回顾

2.5.9透明度遥感监测回顾

2.5.10总氮遥感监测回顾

2.5.11总磷遥感监测回顾

2.5.12水体热污染遥感监测回顾

2.5.13水体油污染遥感监测回顾

2.5.14水体富营养化遥感监测回顾

2.6影响水体环境遥感监测精度的因素

2.6.1水体组分光学性质的相互重叠和干扰

2.6.2大气因素

2.6.3实验误差

2.6.4不同遥感数据源的影响

2.7水体环境遥感数据源

第三章太湖水体环境遥感监测实验技术方案

3.1实验总体方案

3.2实验技术规范

3.3遥感数据获取与处理

3.3.1数据源

3.3.2数据处理

3.3.3TM图像预处理

3.4水质同步采样与光谱测量分析

3.4.1水质同步采样与光谱测量

3.4.2光谱分析

3.5太湖水体环境遥感模型构建技术路线

3.6太湖水体环境遥感监测方法研究的技术路线

3.6.1叶绿素a遥感监测

3.6.2浮游植物遥感监测

3.6.3悬浮物遥感监测

3.6.4有色溶解性有机物(CIOM)遥感监测

3.6.5DOC溶解性有机碳遥感监测

3.6.6透明度遥感监测

3.6.7总氮、总磷、总有机碳、化学耗氧量遥感监测

3.6.8热污染遥感监测

3.6.9基于遥感方法的太湖水污染评价

3.6.10基于遥感方法的太湖富营养化状态评价

3.7高光谱遥感监测模型构建

3.8太湖水体环境遥感监测实验平台开发技术方案

3.9太湖水体环境遥感监测软件系统业务应用示范技术方案

3.9.1业务应用示范目的与内容

3.9.2业务应用示范主要技术流程

3.9.3业务应用示范产品制作

第四章太湖水面光谱及水质数据采集与分析

4.1水面光谱及水质数据采集与分析基础

4.1.1水面光谱测量及其参数获取

4.1.2水面光谱测量数据处理

4.1.3水质采样及化验分析

4.1.4环境参数观测

4.2野外水面光谱实验

4.2.1实验概况

4.2.2水面光谱数据测量与整理

4.2.3叶绿素对水体光谱特征影响分析

4.3太湖水体水质参数的时空变化规律分析

4.3.1水质参数的空间变化分析

4.3.2不同时期相同测点的水质参数变化分析

4.3.3太湖水体叶绿素含量时空分布特点分析

4.3.4太湖水体叶绿素光谱响应特征分析

4.4实验室光谱实验

4.4.1总氮、总磷实验室光谱实验

4.4.2总磷、总氮光谱特征分析

4.4.3悬浮泥沙光谱特征实验

4.4.4悬沙水体的光谱特征分析

4.4.5悬沙浓度遥感监测的敏感波段分析

第五章太湖水体环境遥感监测实验模型研究

5.1太湖悬浮物浓度反演模型

5.1.1太湖悬浮物遥感反演模式

5.1.2太湖悬浮物浓度遥感机理模型

5.1.3基于多光谱数据的太湖悬浮物浓度反演模型

5.1.4基于高光谱数据的太湖悬浮物浓度反演模型

5.2太湖叶绿素a浓度反演模型

5.2.1太湖叶绿素a遥感反演回归分析

5.2.2基于两波段比值的太湖叶绿素。反演模型

5.2.3基于归一化数据的太湖叶绿素a反演模型

5.2.4基于不同季节TM数据的太湖叶绿素a反演模型

5.3太湖总氮和总磷浓度反演模型

5.3.1基于高光谱数据的夏季总氮反演模型

5.3.2基于高光谱数据的夏季总磷反演模型

5.3.3基于多光谱数据的总氮反演模型

5.3.4基于多光谱数据的总磷反演模型

5.4模型精度分析与评估

5.4.1模型显著性检验

5.4.2悬浮物反演模型精度分析

5.4.3叶绿素反演模型精度分析

5.4.4总氮反演模型精度分析

5.4.5总磷反演模型精度分析

5.4.6模型精度分析结论

第六章太湖水体环境遥感监测实验软件及系统集成

6.1太湖水体环境遥感监测实验软件需求分析

6.1.1太湖水体环境遥感监测数据处理功能需求分析

6.1.2太湖水体环境遥感监测业务应用功能需求分析

6.2太湖水体环境遥感监测实验软件系统流程

6.2.1太湖水体环境遥感监测实验软件数据处理流程分析

6.2.2太湖水体环境遥感监测实验软件业务流程分析

6.3太湖水体环境遥感监测实验软件总体结构

6.4太湖水体环境遥感监测实验软件总体功能

6.5太湖水体环境遥感监测实验软件特点与逻辑结构

6.6太湖水体环境遥感监测实验软件运行环境与物理结构

6.7数据管理子系统设计与开发

6.8遥感图像处理子系统设计与开发

6.9遥感模型应用子系统

6.10环境专题数据产品生产子系统

6.11环境专题数据产品网络发布子系统

6.12太湖水体环境遥感监测实验软件运行实例

第七章太湖水体环境遥感监测实验软件系统业务应用示范

7.1业务应用示范主要目的和内容

7.2基于1997年5月4日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.2.197-05地面例行监测

7.2.297-05-04遥感监测实验

7.2.3星地监测结果比对分析

7.3基于1998年7月10日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.3.198-07地面例行监测

7.3.298-07-10遥感监测实验

7.3.3星地监测结果比对分析

7.4基于1998年8月11日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.4.198-08地面例行监测

7.4.298-08-11遥感监测实验

7.4.3星地监测结果比对分析

7.5基于2000年5月4日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.5.100-05地面例行监测

7.5.200-05-4遥感监测实验

7.5.3星地监测结果比对分析

7.6基于2001年1月15日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.6.101-01地面例行监测

7.6.201-01-15遥感监测实验

7.6.3星地监测结果比对分析

7.7基于2002年7月13日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.7.102-07地面例行监测

7.7.202-07-13遥感监测实验

7.7.3星地监测结果比对分析

7.8基于2003年11月13日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.8.103-11地面例行监测

7.8.203-11-13遥感监测实验

7.8.3星地监测结果比对分析

7.9基于2004年7月26日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.9.104-07地面例行监测

7.9.204-07-26遥感监测实验

7.9.3星地监测结果比对分析

7.10基于2005年3月7日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.10.105-03地面例行监测

7.10.205-03-07遥感监测实验

7.10.3星地监测结果比对分析

7.11基于2005年4月8日LandsatTM数据的太湖水质遥感监测实验

7.11.105-04地面例行监测

7.11.205-04-08遥感监测实验

7.11.3星地监测结果比对分析

7.12业务应用示范总结

参考文献

　　《太湖水体环境遥感监测实验及其软件实现》一书以促进我国将要发射的环境监测卫星的应用为目标，针对我国对流域水体环境监测的实际需求，以水网密布、流域水环境管理任务十分艰巨的太湖流域为示范地区，研究了流域水体污染遥感信息获取、分析、处理和应用中的关键技术问题；设计了流域水体污染及典型生态状况遥感监测业务运行技术体系；开发、建立了我国首个面向流域水环境遥感监测的软件平台，并开展了省级水环境遥感监测业务化运行示范。书中所涉及的许多内容在我国内陆水质遥感监测方面都具有开创性意义。　　本书是作者对所完成的国家863计划项目“环境遥感监测软件平台与业务运行示范”等成果的提炼和总结。本书围绕太湖水环境遥感模型和软件系统的研究，系统地介绍了太湖水环境遥感的基本原理和方法，给出了太湖水环境遥感实验的技术方案和遥感监测软件设计，阐述了太湖水面光谱及水质数据采集分析、水环境遥感建模以及水环境遥感平台软什开发方法。以太湖水环境遥感应用示范为例，说明了太湖水环境遥感实验软件平台的实际应用。　　本书内容丰富，图文并茂，实验数据翔实，可供遥感与地理信息系统相关领域的专家、学者、大专院校师生，以及环境保护、水利、国土资源、城市等部门从事遥感和GIS应用的人员阅读使用。