国家自然科学基金(40771152)
- 作品数：14 被引量：88H指数：7
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- 相关机构：南京师范大学江苏省环境演变与生态建设重点实验室江苏省环境监测中心更多>>
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- 相关领域：环境科学与工程自动化与计算机技术理学天文地球更多>>
- 水质参数的遥感反演和遥感监测被引量：7
- 2010年
- 遥感技术由于具有快速、宏观、低成本和周期性的优点,便于探测水质的时空变化,已成为水质参数监测的重要手段。目前能够直接进行遥感反演的水质参数主要是悬浮物浓度、叶绿素a浓度、可溶解性有机物等光学活性物质,并已经建立了许多反演模型。但是这些模型直接用于水质的遥感监测仍存在一些问题。今后,利用3S技术将地面观测和遥感观测结合起来,可望推动水色遥感的实际应用。
- 付宇韦玉春王国祥
- 关键词：水质参数水质监测遥感
- 使用线性回归方法构建水体叶绿素a浓度高光谱估算模型的一个逻辑问题被引量：4
- 2010年
- 在当前利用实测光谱数据通过线性回归方法构建水体叶绿素a浓度反演模型的过程中,通常的数据处理流程是首先通过相关分析确定与水体叶绿素a浓度具有最大相关系数的波段组合,然后通过回归方法建立该波段组合与水体叶绿素a浓度的关系模型.在逻辑上,这个流程首先假定了线性关系的存在,然而,实际上测量数据里的波段组合与水体叶绿素a浓度之间的关系经常是非线性关系.针对这个逻辑不一致的问题,提出了一个新的数据处理流程,即数据分组-散点图绘制-数据变换-相关分析-模型构建.利用关系已知的模拟数据和关系未知的太湖夏季实测数据,经过对比分析两个流程,结果表明,原有的数据处理流程会导致分析结果出现偏差,表现为不恰当的波段组合选择、较低的模型拟合度、具有异方差性的散点分布、较差的模型可解释性,建立的所谓"最佳"模型并不是最佳的,由此会影响不同研究成果之间的可比性.提出的数据处理流程可较好的弥补原有数据处理流程的不足,在遥感反演中可用来帮助构建合适的回归模型.
- 韦玉春王国祥孙华芸
- 关键词：叶绿素A太湖遥感
- ETM与SPOT影像融合方法比较和评价——以庐山及其周边区域为例被引量：2
- 2011年
- 高空间分辨率影像与多光谱影像融合,为影像处理提供了更加丰富的资源,有利于进行影像的分析和制图。本文以庐山及其周边区域的2009年5月11日Landsat ETM+与2009年5月6日SPOT 5影像数据为例,对典型的融合方法进行了对比评价。融合方法包括加权融合法,IHS变换,改进的IHS变换,高频调制融合法(频域采用Butterworth滤波器,指数滤波器),HSV变换,Brovey变换,CN变换,PC变换,Gram-Schmidt变换11种方法。评价指标为相关系数、信息熵、标准差、平均梯度、相对偏差、标准偏差。结果表明,不同的融合结果突出的侧重点不同。加权融合法、Gram-Schmidt变换,PC变换方法突出了影像的信息量丰富度、清晰度,提高空间分辨率能力。CN波谱锐化,改进的IHS变换,BW0高频调制融合,指数高频调制融合方法光谱保真度较好。改进的IHS变换,BW0高频调制融合,CN波谱锐化,指数高频调制融合法在空间分辨率及光谱保真度、清晰度、信息丰富度方面的能力较均衡。
- 杨泽宇韦玉春
- 关键词：图像融合SPOT图像
- 水面光谱数据的核回归平滑去干扰分析被引量：6
- 2010年
- 水面光谱是利用遥感反演水体水质参数的数据基础,去除光谱中的噪声干扰,提高光谱的信号干扰比有助于改进水质参数的遥感反演的精度.本文选择叶绿素a浓度相同而悬浮泥沙浓度差异较大的两个水面光谱为代表,分析了核回归平滑方法对干扰的去除效果.假定干扰类型为4类,分别是正态分布、瑞利分布、指数分布和泊松分布,设定的干扰强度分为4级.利用蒙特卡洛模拟方法,通过500轮次的模拟计算了核回归平滑前后水面光谱的信号干扰比,并与多项式平滑、移动平均、局部回归和鲁棒性的局部回归平滑方法进行了比较.结果表明,不论干扰强度高或低,核回归平滑后的光谱均具有最高的信号干扰比.在四类干扰中,核回归平滑对于正态分布的干扰去除效果较好.与常用的多项式平滑方法相比,核回归平滑方法比较完整地保留了水面光谱中的峰谷位置信息,是一种值得推荐的提高水面光谱信号干扰比的方法.
- 韦玉春王国祥程春梅
- 关键词：核回归蒙特卡洛模拟遥感
- 基于决策树的Landsat TM/ETM+图像中太湖蓝藻水华信息提取被引量：13
- 2014年
- 以9期Landsat TM/ETM＋影像为数据源,基于K-T变换和归一化植被指数（NDW）,建立了湖泊蓝藻水华信息提取的决策树模型.基于大气顶面反射率图像,选用2005年10月17日太湖图像进行了对比验证,表明决策树模型比单波段阈值法、多波段阈值法（RVI、DVI、NDW）能够更有效地提取蓝藻水华信息,区分陆生植被、水生植物和水华,省去了水体掩膜的过程.使用太湖2002年10月25日和2011年7月22日图像、巢湖2005年8月12日的图像,验证决策树模型方法和工作流程的有效性.使用多期TM图像确定了阈值的取值范围,其中,亮度、绿度、NDVI的下限值依次为0.191、-0.007、-0.054,湿度下限范围为0.07～0.15;亮度阈值上限范围为0.3～0.7、绿度为0.2～0.5、湿度为0.1～0.3,这些结果可作为湖泊蓝藻水华遥感监测的参考.
- 夏晓瑞韦玉春徐宁袁兆杰王沛
- 关键词：蓝藻水华太湖LANDSAT决策树遥感信息提取
- 太湖蓝藻水样中藻蓝蛋白提取方法比较被引量：13
- 2013年
- 以2011年8月20日采集的太湖梅梁湾的夏季蓝藻水华为研究对象,通过12个样点平行样的藻蓝蛋白实验提取,基于光谱吸收特征和浓度值,对反复冻融法、超声波法、溶胀法、丙酮法的提取效果进行比较评价.结果表明:4种方法获取的藻蓝蛋白提取液在620 nm附近出现吸收峰,其中,反复冻融法的峰高最强,超声波法最弱,说明反复冻融法的提取效果优于其他方法;反复冻融法、超声波法、溶胀法获取的部分蓝蛋白提取液在670 nm附近具有次吸收峰,与藻蓝蛋白标样的吸收曲线存在差异;反复冻融法、超声波法提取的藻蓝蛋白浓度值变异系数小于0.6,表明这两种方法较其他方法稳定;反复冻融法提取的藻蓝蛋白浓度值高于其他3种方法,可推荐作为太湖蓝藻水样中藻蓝蛋白的提取方法.
- 张静韦玉春王国祥杨飞程春梅夏晓瑞
- 关键词：藻蓝蛋白太湖蓝藻水华分光光度法
- 太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响因素分析被引量：1
- 2012年
- 以室内培养的铜绿微囊藻样品为参照,基于反复冻融法,探讨了滤膜类型、磷酸盐缓冲液加入体积、冻融次数对太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响。结果表明：1）GF/C玻璃纤维滤膜（孔径1.2μm）和CN-CA混合纤维素酯微孔滤膜（孔径0.45μm）提取的叶绿素a结果差异不显著（p分别为0.95和0.97）,说明二者的生物截留量基本一致;2）在生物截留量相当的情况下,GF/C滤膜和CN-CA滤膜提取的藻蓝蛋白结果差异显著（p均为0.04）,GF/C滤膜的提取效率高于CN-CA滤膜;3）加入的缓冲液体积和藻蓝蛋白质量浓度呈良好的负线性关系（r均大于0.85）,受藻体包裹效应的影响,太湖水体对比组中的相关系数略低于人工培养的铜绿微囊藻;4）太湖水样和铜绿微囊藻在冻融次数上存在差异,太湖水样冻融9~11次的提取效果较佳,室内培养的铜绿微囊藻冻融次数以5~7次为宜。
- 张静韦玉春王国祥杨飞程春梅夏晓瑞
- 关键词：环境学太湖
- 使用光谱平滑提高浑浊水体叶绿素a浓度估算模型的应用精度被引量：7
- 2013年
- 水体叶绿素a浓度估算是水质参数遥感监测的重要内容,由于采样时间和地点的限制,传统估算模型的参数和形式具有较大的时间和空间依赖性。光谱平滑可以突出不同数据集的共同特征,从而增加模型的预测精度,因此考虑使用平滑方法来提高水体叶绿素a浓度估算模型的应用精度。利用太湖2004年夏季和2011年春季共4个月的数据,对比分析了移动平均、多项式平滑和核回归平滑处理前后浑浊水体实测反射光谱的变化,以及该变化对叶绿素a浓度三波段遥感估算模型和模型应用精度的影响。结果表明:核回归平滑处理后的光谱数据建立的三波段模型的残差正态分布更好,估算模型更为稳健。将2004年7月数据建立的模型用于8月数据,估算的叶绿素a浓度的RMSE从平滑前的33.56mg/m3降低到了平滑后的25.60mg/m3;将2011年3月建立的模型用于4月数据,估算的叶绿素a浓度的RMSE从平滑前的16.68mg/m3降低到了平滑后的10.57mg/m3。由此可以认为,实测光谱的核回归平滑处理有助于提高叶绿素a浓度三波段模型的应用精度,且对于叶绿素a浓度变化较大的夏季数据的改进效果更显著。
- 程春梅韦玉春王国祥张静夏晓瑞
- 关键词：核回归叶绿素A太湖水色遥感
- 基于ETM+图像和决策树的水体信息提取——以鄱阳湖周边区域为例被引量：16
- 2012年
- 基于2000年1月27日的Landsat ETM+图像,比较并分析了鄱阳湖周边区域约1421km2范围内9种典型水体提取算法的提取结果。针对单一提取算法容易产生混淆地物的问题,根据图像的缨帽变换和新的波段组合DW=EWI×(b2+b3)/(b4+b5)构建了决策树水体提取模型。其中,使用缨帽变换中的亮度分量区分冰雪和沙地,绿度分量去除林地,湿度分量增强水体信息,使用波段组合DW进一步增强水体和其他地物的差异。2000年的ETM+图像的水体提取和2003年2月20日ETM+图像的模型验证结果表明:本文的决策树模型较好将水体与河滩、冰雪、沙地、阴影和林地等地表覆盖分离开来,弥补了当前单一水体提取指数和监督分类的不足,提取的水体更为完整、准确。
- 程晨韦玉春牛志春
- 关键词：水体提取决策树遥感信息提取鄱阳湖
- 水体中有色可溶性有机物的测量及其变化被引量：2
- 2012年
- 有色可溶性有机物(CDOM)是水色遥感的重要组分之一,在水生生态系统、光学遥感、有机污染、全球碳循环等方面具有重要的研究意义,这已成为国内外学者研究的热点.本文系统总结了国内外CDOM测量计算的方法、测量中存在的问题、CDOM的时空变化特点及其相关因素,以期为相关的工作提供参考.目前CDOM的常规测量计算方法包括光谱吸收系数和荧光光谱法两种,前者使用355 nm、375 nm、440 nm等波长处的吸收系数来表示CDOM的浓度,后者采用200 nm～435 nm激发波长和250 nm～600 nm发射波长的荧光强度来表示CDOM的浓度.CDOM吸收系数在不同时间段、不同区域、不同深度或不同类型水体中均存在差异,且其值大小与盐度、叶绿素a浓度、DOC、悬浮泥沙浓度等因素存在一定的相关性.
- 付宇韦玉春周宇
- 关键词：有色可溶性有机物吸光度水色碳循环
