基于遙感的黑臭水體識(shí)別方法研究及應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)當(dāng)今城市水質(zhì)熱點(diǎn)問題—黑臭水體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)這一問題，研究了基于遙感方法下對(duì)黑臭水體監(jiān)測(cè)的可行性。對(duì)典型遙感水質(zhì)因子葉綠素a、總懸浮物濃度和水體濁度在黑臭水體和一般水體兩種環(huán)境下的反演效果進(jìn)行了對(duì)比分析，同時(shí)對(duì)這三類典型水質(zhì)因子能否作為黑臭水體判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)證;以GF-1 PMS(2/8m)和GF-2PMS(1/4m)影像數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，通過對(duì)遙感反射率特征曲線規(guī)律的分析，選用多種波段組合建立起黑臭水體判別模型組，最終由模型分類精

2、度得到最適合的黑臭水體判別模型;并對(duì)黑臭水體判別模型的閾值做了篩選，找到可用來判別黑臭水體的普適性閾值，經(jīng)實(shí)測(cè)分類結(jié)果和多期影像驗(yàn)證，均達(dá)到滿足分類精度的要求;利用相關(guān)性分析方法，定量的分析了黑臭水體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中各個(gè)水質(zhì)參數(shù)與黑臭水體指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，找到了水質(zhì)黑臭程度與黑臭指數(shù)之前的線性關(guān)系;利用如上結(jié)論，對(duì)北京市通州區(qū)和朝陽(yáng)區(qū)2013-2017年黑臭水體空間分布和變化趨勢(shì)做了分析，并對(duì)典型河段黑臭水體產(chǎn)生原因及其變化做了分析。

3、>　　本文選用南四湖和沙河水庫(kù)作為研究區(qū)的驗(yàn)證區(qū)，對(duì)典型遙感水質(zhì)因子葉綠素a、總懸浮物濃度和水體濁度在表征黑臭水體效果做了分析，證明葉綠素a和總懸浮物濃度量值上與黑臭水體沒有相關(guān)性，同時(shí)遙感反演效果較差;水體濁度在量值上可以很好的區(qū)分黑臭水體與一般水體，但遙感反演效果不佳。因此葉綠素a和總懸浮物濃度不滿足遙感監(jiān)測(cè)黑臭水體條件，水體濁度可以作為黑臭水體監(jiān)測(cè)指標(biāo)。
　　對(duì)高分影像典型黑臭水體和一般水體光譜曲線特征分析的基礎(chǔ)上，利用相關(guān)

4、波段組合增大黑臭水體與一般水體的差異，構(gòu)建了黑臭水體判別模型。利用準(zhǔn)同步野外實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)對(duì)模型分類結(jié)果加以驗(yàn)證，分類精度達(dá)90％以上。
　　為驗(yàn)證判別模型的可推廣性，利用多期影像對(duì)研究區(qū)內(nèi)水體類別進(jìn)行分類，并以野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，在滿足分類精度的要求下，對(duì)模型閾值選取范圍做了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)黑臭水體與一般水體的分割閾值為0.8左右。
　　利用相關(guān)性分析方法，對(duì)黑臭水體判別指數(shù)分別與氨氮、氧化還原電位、溶解氧做了相關(guān)性分析，均在0

5、.01水平上顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.82635、0.720542和-0.63394，說明隨著黑臭水體指數(shù)的增大，黑臭水體的黑臭程度也越來越高。
　　利用黑臭水體判別模型對(duì)北京市2013至2017年朝陽(yáng)區(qū)和通州區(qū)的黑臭水體的空間分布和變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn):通州區(qū)水質(zhì)污染程度要大于朝陽(yáng)區(qū);研究區(qū)內(nèi)黑臭水體面積2013年到2016年逐年增加，到2016年達(dá)到最大，2016年后期隨著清淤治理、鋪設(shè)截流管線、封堵排污口等工作的開展，黑臭水體分