国家自然科学基金(51079137)
- 作品数：13 被引量：80H指数：6
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- 相关领域：环境科学与工程经济管理水利工程天文地球更多>>
- 基于HJ-1卫星CCD数据的长江中游武汉河段悬浮物浓度反演被引量：2
- 2013年
- 环境一号(HJ-1)卫星是我国自发研制的专门用于环境和灾害监测的光学卫星.其数据获取周期短、空间分辨率高,能及时、连续、准确地监测悬浮物浓度时空变化,在内陆二类水体遥感监测方面具有良好的应用前景.该文以长江中游武汉河段为研究区,利用HJ-1卫星CCD数据第1、3波段建立了具有较高精度的悬浮物浓度反演模型,并对2008年11月14日武汉河段悬浮物浓度进行了反演,得到其空间分布图.结果表明,该模型的悬浮物浓度反演均方根误差(RMSE)为8.84mg/L,平均绝对百分比误差(MAPE)为13.6%.从空间分布来看,在武汉附近,长江干流悬浮物浓度高于支流汉江,江心洲滩附近水体悬浮物浓度偏高.
- 乔晓景何报寅张文苏振华李元征
- 关键词：HJ-1悬浮物
- Landsat7 ETM+ SLC-OFF数据的修复及其在武汉东湖水质反演中的应用被引量：16
- 2011年
- 自从2003年5月31日,从陆地卫星-7发回的ETM+图像数据就存在缺陷。这是由于增强专题制图仪的扫描线校正器发生故障引起的。这些称为SLC-OF数据的图像有一些黑色的不存在任何数据的扫描行。丢失的数据约占全景数据的25%,使它们难以正常使用。但是,数据本身仍然保留了良好的辐射和几何性质,如加以妥善修复,仍可以在一些特殊领域中使用。首先介绍了如何使用自适应局部回归算法(ALR)恢复这些图像,然后使用修复后的图像反演武汉东湖的水质参数。结果表明:ALR算法可以对SLC-OF图像进行较好的修复,而且利用修复后的图像和东湖的地面水质监测数据,通过多元逐步回归分析,可以建立很好的叶绿素a、透明度、总磷以及总氮等水质参数的经验遥感反演模型,模型的相关系数R2分别为0.86、0.75、0.73和0.71。反演得到的水质参数分布与实际情况符合。这些数据有许多优点,如空间分辨率高、存档数据非常丰富、可以从NASA的服务器免费下载等。在其他遥感数据不足或无法获得的情况下,这些数据经过适当的修复,可以作为补充或替代数据使用。
- 何报寅丁超杨小琴梁胜文
- 关键词：LANDSAT7ETM+
- 基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演被引量：15
- 2018年
- 湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。
- 周亚东何报寅寇杰锋粱胜文胡世祥胡柯
- 关键词：营养状态指数RBF神经网络
- 基于下垫面年地表温差的武汉市PM10空间分布的估计被引量：1
- 2017年
- 城市可吸入颗粒物(PM_(10))某一时刻或短期的空间分布,主要受气象条件控制,而一年或多年平均分布则主要取决于排放源。这些排放源与城市交通道路、工业区、城市建成区和开发区等的下垫面分布密切相关,而年地表温差可以综合反映下垫面的这些特性,所以可以利用这种相关关系,建立模型来估计年平均PM_(10)的空间分布。以武汉市为例,首先利用Landsat 8热红外遥感数据反演出2013年和2014年夏天和冬天的地表温度,计算出地表温差值;然后,根据影响随距离衰减的地学原理,利用反距离加权法(IDW),得到任意像元处年地表温差加权值,并与地面实测的2013年和2014年PM_(10)年均值做一元线性回归,通过精度对比寻找到最佳年地表温差加权值,并得到空间分布估计模型,其拟合优度R2达到0.655和0.752;最后利用该模型得到武汉市2013年和2014年PM_(10)年均值空间分布图。结果表明,武汉PM_(10)年均值浓度高值区主要集中于主城区,郊区部分人口相对集中的区域PM_(10)也较高,低值区分布在郊区乡镇、偏远山区以及有大型水体的地方。由于新方法充分考虑了下垫面的影响,与克里金内插相比,更能精细地刻画和反映PM_(10)的分布特征和规律,而且简单有效,有一定的应用价值。
- 寇杰锋何报寅刘芳胡柯
- 关键词：下垫面
- 基于MODIS的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演被引量：11
- 2013年
- 监测和预报悬浮泥沙浓度的沿程分布和时间变化,无论是对于河流水利工程还是河流生态和环境保护都具有重要意义。卫星遥感反演同步性好、速度快、周期短,可以实时和全面地观测大尺度悬浮泥沙分布。旨在建立基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的长江中游河段悬浮泥沙浓度反演模型,并利用建立的模型反演2002～2009年长江中游河段丰水期的悬浮泥沙浓度,分析其在时间和空间上的变化特征。研究揭示,MODIS Terra影像红波段与悬浮泥沙浓度具有显著的相关性(R2=0.877,n=125,RMSE=40.57mg/L),可以用于长江中游丰水期悬浮泥沙浓度的反演。长江三峡工程经历三次蓄水,坝下游宜昌至汉口段悬浮泥沙含量显著减少,荆江河段、洞庭湖及城陵矶至武汉江段下降最为显著。洞庭湖来水来沙是长江中游城陵矶以下江段主要的悬浮泥沙来源之一,从预测结果可知,洞庭湖来水在城陵矶汇入长江后与江水混合以至形成数十公里的混合带,至洪湖以下江段逐渐混合均匀。
- 乔晓景何报寅张文李元征苏振华
- 关键词：悬浮泥沙浓度MODIS遥感反演
- 基于FOA-SVM方法的长江中游悬浮物浓度遥感反演研究被引量：4
- 2015年
- 遥感反演是监测水体表层悬浮物浓度分布的有效手段之一。然而,常用的经验回归模型是建立在大样本的理论假设之上的,而大多数情况下所获取的样本数实际上是十分有限的,因而有必要引入基于小样本的新的反演模型。支持向量机(SVM)建立在结构风险最小原理和VC维理论基础上,其泛化能力强,适用于小样本回归模型。使用HJ1B卫星CCD2遥感影像结合长江中游实地同步采样数据建立悬浮物浓度SVM遥感反演模型,并采用果蝇优化算法(FOA)对模型参数进行了优化。结果表明,与传统经验回归模型相比,SVM模型具有较高的预报精度和稳定性;在SVM模型的参数优化中,FOA算法效果理想,其计算量也远小于网格搜索算法。最后,使用所建立的SVM模型对长江中游城陵矶附近长江和洞庭湖水体悬浮物浓度进行了反演,并对其空间分布特征进行了分析。结果显示,长江干流的悬浮泥沙浓度总体上明显小于洞庭湖,这主要是三峡工程下泄泥沙大幅减少造成的;洞庭湖浑浊的湖水汇入长江后,在城陵矶下游形成明显的混合带;而洞庭湖湖口悬浮物浓度明显高于其他湖区,这可能是该区域采砂活动的强烈扰动引起的。
- 何报寅张文乔晓景苏振华
- 关键词：悬浮物浓度支持向量机长江中游
- 利用WRF-NAQPMS模拟土地利用变化对武汉城市灰霾天气的影响被引量：1
- 2018年
- 城市化极大地改变了城市下垫面的性质,这有可能增加灰霾天气发生的概率和强度.利用Landsat-7 ETM+和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,并对武汉市土地利用规划图进行数字化和尺度转换.在此基础上,针对武汉市典型灰霾天气过程,对不同土地类型(历史、现状和规划)利用WRF-NAQPMS空气质量数值模式进行了不同情景的模拟.同时,对比分析和揭示了不同情境下,大气风场和主要大气污染物浓度场的变化,解析了下垫面对灰霾天气的影响.可为从灰霾天气防治的角度完善城市土地规划和建设提供科学依据.
- 苏振华何报寅何报寅梁胜文胡柯王自发
- 关键词：灰霾土地利用情景模拟
- 华北平原地下水水位持续下降对大气边界层高度影响的初步研究被引量：1
- 2018年
- 利用GRACE重力卫星反演所得到的华北平原2003年~2015年的月均等效水高数据以及根据NCEP/NCAR再分析资料获取的华北平原大气边界层高度数据,对近13a来上午6时的边界层高度和等效水高的年均值、月均值以及季节均值进行相关性分析,同时也对边界层高度和地下水水位变化的一致性进行了初步分析.结果表明:近13a来上午6时的年均边界层高度和年均等效水高均呈现波动下降的特点,二者具有显著的线性相关性,R2为0.57;边界层高度对于地下水水位的变化响应具有一定滞后性,滞相关分析表明二者之间的滞后性在时间上可能表现为3个月.华北平原地下水水位持续下降,可能导致了华北区域大气边界层高度的下降,从而减弱了大气污染物在垂直方向上的扩散,减少了大气环境容量.因此,地下水水位下降可能是加重华北平原灰霾天气的一个重要因素之一,该研究为更全面研究我国灰霾的形成机理提供一个新的视角.
- 周亚东何报寅寇杰锋钟玉龙
- 关键词：华北平原
- 利用Landsat热红外遥感调查广西平果县石漠化现状和变化特征被引量：7
- 2017年
- 喀斯特石漠化是我国西南地区严重的生态问题,通过对喀斯特地区岩石热特性的探究,提出基于热红外遥感的石漠化监测方法。以平果县为研究区,利用2006年Landsat 5和2014年Landsat 8热红外遥感影像计算亮温,参考高分影像建立典型样本区并分析样本区亮温,确定不同石漠化等级的亮温阈值,最后对全县石漠化进行等级划分,并分析平果县石漠化变化。平果县2014年石漠化分级结果显示:非石漠化占18.47%;潜在石漠化32.9%;轻度石漠化占24.8%;中度石漠化占18.94%;重度石漠化占4.89%。平果县2014年石漠化整体情况较2006年有所好转,局部区域石漠化有恶化的趋势。本研究通过确定适当的夏冬季亮温差阈值可以有效地对石漠化程度进行分级划分,该方法与已有方法相比,具有物理意义明确、方法简单有效、结果客观等优点,具有推广应用价值。
- 刘芳何报寅寇杰锋
- 关键词：亮温热红外遥感石漠化LANDSAT
- 基于GRNN模型的悬浮物遥感反演研究——以长江城陵矶段为例被引量：2
- 2014年
- 遥感反演是监测水体表层悬浮物浓度的有效手段之一.广义回归神经网络(GRNN)较其它神经网络具有更强的非线性拟合能力,在小样本情况下有更好的推广性能,适用于遥感反演模型.使用长江中游城陵矶段HJ-1BCCD2遥感影像结合实地同步采样数据分别建立悬浮物GRNN及BP神经网络(BPNN)遥感反演模型,分析对比模型的精度,并使用GRNN模型预测了区域水体悬浮物分布信息.结果表明,相对于BPNN模型,GRNN模型具有较强的非线性拟合能力和较高的反演精度;长江干流的悬浮泥沙浓度总体上明显小于洞庭湖,这主要是三峡工程下泄泥沙大幅减少造成的;洞庭湖浑浊的湖水汇入长江后,在城陵矶至洪湖之间形成明显的混合带;而洞庭湖湖口悬浮物浓度明显高于其他湖区,这可能是该区域采砂活动的强烈扰动引起的.
- 何报寅张文乔晓景苏振华
- 关键词：悬浮物广义回归神经网络长江中游
