悬浮泥沙浓度分布方差与尺度修正——八邻域算法

在归纳总结悬浮泥沙反演模型尺度效应研究现状的基础上,提出了基于八邻域窗口估算像元泥沙浓度分布方差算法,并利用该算法的计算结果,推导与计算了线性模型、对数模型和指数模型的尺度修正方法.结合太湖Landsat/TM影像数据和同步实测泥沙浓度数据及光谱数据的分析表明:悬浮泥沙浓度定量模型的尺度效应误差与模型密切相关.对于像太湖这样的复杂Ⅱ类水体,尺度效应可以导致反射率的相对误差达到16%.     

基于人工神经网络的高分五号高光谱影像悬浮泥沙浓度反演方法

悬浮泥沙浓度是水体监测中极为重要的指标.本论文基于神经网络具有弥补传统经验算法固有误差的潜力,设计并开发了基于人工神经网络的神经网络校正器来对经验反演结果进行二次校正.为了防止在小数据集的情况下出现过拟合问题,采用了特殊设计的正则化项.基于高分五号高光谱遥感数据以及在长江口和沿海水域同时收集的悬浮泥沙浓度实地测量结果,...     

基于广义回归神经网络反演悬浮泥沙含量的定量遥感方法

利用2003年1月和2004年1月所获得的珠江口实测遥感反射率和悬浮泥沙浓度数据,根据MODIS专门的水色通道,建立了基于实测遥感反射率的广义回归神经网络（GRNN）模型来反演悬浮泥沙含量,并利用MODIS图像获取悬浮泥沙的浓度图。研究结果表明：GRNN模型计算方法简单,选取MODIS 8~15通道的遥感反射率组合作为输入时,模型的反演精度较为理想,平均相对误差为17.01%,相关系数为0.965。     

气溶胶质量浓度垂直分布反演模型的研究

激光雷达监测气溶胶垂直分布一直是大气环境监测领域的重要内容之一。为了研究大气气溶胶质量浓度的垂直分布,对气溶胶质量浓度反演模型进行了理论分析和实验验证。在理论分析后向散射系数与质量浓度之间指数关系及气象因子对气溶胶质量浓度分布影响的基础上提出了一种指数修正模型。采用非线性最小二乘法与经验相结合的方法进行了实验验证,获得了模型参量并反演了气溶胶质量浓度的垂直分布。结果表明,修正模型与实际情况更接近,能更好地反映气象因子对气溶胶质量浓度分布的影响,该修正模型对于气溶胶的垂直分布研究具有一定的参考价值。     

利用MODIS图像同时反演水色三要素的方法研究

为了建立水色三要素的反演模式,根据2003年和2004年测量的珠江口区域水色数据,采用中分辨率成像光谱仪(MODIS)图像水色通道的遥感反射率组合建立神经网络模型,同时反演珠江口水域水色三要素(叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质)的浓度,并对模型进行验证分析.根据反演模型利用MODIS数据获取三要素的浓度图,对形成原因进行了简...     

海洋悬浮粒子的光学后向散射率特性研究

后向散射率不仅是机载激光雷达探测海水后向散射信号的重要参量,也是海洋悬浮粒子重要的光学特性,根据米氏散射理论及其散射相函数计算公式,推导出了海洋悬浮粒子后向散射率的计算公式.通过对海水中的藻类粒子和悬浮泥沙颗粒散射相函数的分析,获取这两类主要海洋悬浮粒子各自的后向散射率,并进一步分析了后向散射率与粒子半径和波长的关系.仿真计算结果表明,当探测波长一定时,藻类粒子的后向散射率随粒子半径的增大而增大,而悬浮泥沙颗粒的后向散射率随粒子半径的增大而减小;当粒子半径一定时,藻类粒子和悬浮泥沙颗粒的后向散射率均随探测波长的增大而增大.     

三门峡工程泥沙对泄水建筑物磨损的研究

在多沙河流水利工程中,泥沙磨损是危害泄水建筑物的重要因素。本文通过对泄水建筑物泥沙磨损的实际运行资料进行分析比较,得知水流因素和过水建筑物材料是影响泥沙磨损的重要因素;并对三门峡库区泥沙特征、泥沙磨损原理和悬移质泥沙磨损估算公式进行了总结分析。     

悬浮颗粒物和叶绿素普适性生物光学反演模型

基于太湖、巢湖、滇池和三峡水库水体组分生物光学特性, 根据辐射传输模型和神经网络优化算法建立悬浮颗粒物和叶绿素浓度优化生物光学反演模型.利用野外实测数据对优化生物光学算法进行检验, 结果表明, 该优化生物光学反演模型在一定程度上可以减少测量噪音对反演精度的影响.反演结果表明, 受悬浮颗粒物和叶绿素生物光学特性时空差异影响, 该优化生物光学反演模型在太湖、巢湖、滇池和山峡反演精度具有一定的差异, 但总体上能够较为准确地反演悬浮颗粒物和叶绿素浓度.其中悬浮颗粒物反演精度(平均绝对误差: MAPE, 均方根误差: RMSE)分别能够达到23%和15.13mg/L(样本数N=228), 叶绿素反演精度(MAPE和RMSE)分别能够达到26%和17.68μg/L(样本数N=228).     

太湖水体悬浮颗粒物生物光学模型及MERIS数据反演

根据太湖悬浮颗粒物生物光学特性建立的悬浮颗粒物红外单波段生物光学模型具有明确的机理性.利用2006年至2009年野外实测悬浮颗粒物浓度和水体光学数据对该生物光学模型进行检验和分析.结果表明,悬浮颗粒物比后向散射系数的时空差异是影响总悬浮颗粒物生物光学模型精度的主要因素.总悬浮颗粒物在红外波长的吸收系数对总悬浮颗粒物生物光学模型精度也具有显著的影响.根据中分辨率光谱成像仪(MERIS)悬浮颗粒物 反演结果和野外实测风速数据,太湖沉积物再悬浮将显著增加水体中悬浮颗粒物的含量.     

基于Landsat-8 OLI的长江口青草沙水库悬浮颗粒物时空分布研究

长江口青草沙水库是重要的饮用水源,其水质评估非常关键.为客观、科学地评估青草沙水库的水质状况,以水体悬浮物作为评估水质的一个关键参数,利用Landsat-8 OLI高空间分辨率数据开展了相关研究.采用与现场观测匹配的卫星资料,建立了青草沙水库悬浮颗粒物(SPM)的反演算法,利用现场观测资料进行精度验证,结果显示相关系数较高,均方根误差较小,由此表明该算法的反演精度较高,结果可信.利用建立的算法,对Landsat-8 OLI数据进行处理得到2013-2019年的SPM平均空间分布和时间分布特征.结果 发现:河口范围内青草沙水库SPM浓度最低;水库上部SPM浓度随季节变化较大,在冬季最大,春季最小;水库中部与下部SPM浓度较低且变化很小.研究结果表明,长江口青草沙水库水体清澈,水质较好.     

悬移质泥沙自动监测仪设计

以单片机STM32为核心设计一款适用于野外的悬移质泥沙自动监测仪.通过GPRS模块将重力传感器等测量模块测得的数据传送至远程终端,实现实时监测野外水土保持情况的功能.通过ADS1256与单片机连接实现所测数据的模数转换.实现高精度测量,实时传输,具有一定的实用价值.     

广州市居住环境上空悬浮颗粒物分布的信息分析研究

生活环境中微尘的污染直接影响人体的健康，搞清楚悬浮颗粒在生活环境中的分布情况对环境的治理有重要意义。文中介绍了本研究组对广州市四个观察点能见情况的观察结果。对广州市四个不同功能区包括工业区、商业区、居住区和园林区的居住环境空气的浮悬颗粒物，在不同季节、不同层高进行了采样；组建了电子显微ＣＣＤ摄像系统；用所研究的纤维物剔除图像处理软件，分析了以上居住环境的浮悬颗粒物分布情况。指出广州市居住上空的浮悬颗粒物大小的分布符合指数函数分布规律，给出了ＰＭ１０以下微尘颗粒分布的分析结果及进一步应研究的内容。     

高浊度水体光学测量仪器的比较与验证

利用2017年冬季航次的现场光谱测量数据以及同步 水文泥沙参数,讨论了ASD地物光谱仪和Hypersas海面光谱仪两种光学 测量仪器在长江口局地高浊度水域所测光谱数据的差异情况。结果表 明,Hypersas光谱仪所测的光谱值在整体上 比ASD光谱仪的高;当积分时间 为34 ms时,两者的差异最小,其在412 nm、443 nm、 490 nm、510 nm、 531 nm、555 nm、 670 nm和750 nm各个典型波段的平均相对差异值 分别为22.70%、18.73%、15.01%、 14.07%、13.05%、 11.93%、9.58%和9.85%。 通过分析和对比两组数据与同步实测的悬沙浓度数据的相关性以及 拟合精度可以发现,在局地模式下,ASD光谱仪所测的悬沙浓度 建模精度(R2=0.78)比Hypersas光谱仪的(R2=0.67)高。     

Remote sensing Extraction model of redtide biomass by air-borne hyperspectral technique

Redtide is an abnormal ecology phenomenon causedby excessive reproduction or congregation of plankton.Usually,its biomass data is derived fromin-situ watersample analysisin a redtide area,andthe plankton con-centration is judged by the Japanese scholar Ad…     

河口悬沙粒径对遥感反射率影响的理论分析与实验观测

为了尽可能减少野外测量的不确定性可能带来的影响,研究设计了一个基于实验水桶稳定观测平台及可控制条件下的光谱辐射测量实验.采用典型高浊度河口-长江口和黄河口的泥沙颗粒物作为研究对象,理论分析了悬浮物粒径与后向散射系数、遥感反射率的定量关系,实验观测了悬浮颗粒物粒径对遥感反射率的响应变化.实验结果可为河口二类水遥感建模及粒径在遥感模型中的参数化表达提供参考依据.     

环渤海城市群空气污染特征及其与气象要素的关系

为探究环渤海三大城市群空气污染特征及其与气象要素关系的异同, 基于 2015–2019 年空气质量指数日报资 料及同期气象要素资料, 利用空间自相关模型和皮尔逊相关系数对其相关性进行了分析。研究表明: (1)对于 PM2.5、 PM10 和 O3 这三大被研究的首要污染物, 在冬季主要以 PM2.5、PM10 为主, 夏季以 O3 为主。除 O3 外其余污染物浓度 呈现下降趋势。(2) 空气质量指数 (AQI) 呈现秋季最低、冬季最高的变化特点, 年际上空气质量在逐步改善。(3) AQI 存在明显的空间集聚现象, 总体上由沿海向内陆逐渐由空气质量优良区变为空气污染区。(4) AQI、PM2.5、PM10 和 O3 在不同季节与各气象要素的相关性不同, 且相关性强度呈非线性变化。     

扭工字块体防护群桩桥墩局部冲刷效果研究

在采用透水扭工字块体防护桥墩局部冲刷的措施中, 由于扭工字块体自身的透水能力允许部分水流穿越防 护体系, 构成扭工字块体的杆件对水流产生干扰作用, 消耗水流的紊动能量, 有效削减了行近水流的流速 。透水扭工字块体防护体系内部的近底流速小于河床泥沙的起动流速, 这保证了河床床面泥沙不被冲走, 还能使上游水流带来的泥沙部分落淤在防护体系内部。相对于传统的抛石防护方式, 透水扭工字块体防护 方式采用的扭工字块体重量较大、重心较低、结构稳定性较好, 不会因水流冲积而翻滚、流失, 非常适用 于桥梁水下基础的冲刷防护。     

星载激光雷达观测东中国海气溶胶时空分布的统计特征

基于2006年6月至2016年12月期间CALIPSO星载激光雷达卫星观测资料,分析了东中国海的渤海、黄海和东海海域的气溶胶时空分布特征。结果表明:（1）三个海域的主要气溶胶构成都是清洁海洋型、沙尘型和污染大陆型三种类型气溶胶,三者百分比之和均达到目标海域气溶胶成分的90%,而具体占比最大、起主导作用的气溶胶类型在不同海域并不相同;（2）三个海域随着高度升高气溶胶整体均为指数衰减趋势,其中4 km高度以下各气溶胶类型变化显著,4 km以上区域均只剩下沙尘型、污染沙尘型和煤烟型的气溶胶存在;（3）几乎所有气溶胶类型都会随着月份和季节上的更替变化而变化,春季各海域都是沙尘型气溶胶占比最大,夏季清洁海洋型气溶胶影响最明显,秋季和冬季期间东海地区以清洁海洋型气溶胶为主,而渤海和黄海均是沙尘型气溶胶为主。