基于MODIS影像的洪泽湖chl-a监测研究

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摘要：使用卫星遥感影像监测叶绿素a浓度已经成为水质监测的常规技术。本文针对MODIS影像，采用归一化植被指数构建模型反演洪泽湖叶绿素a浓度，使用地面实测数据对反演结果的精度进行了比较分析。结果表明，在进行比较的2013年1-6月份数据中，1-3月误差增大，4-6月份误差减小；对于监测的位点而言，岸边的监测点误差较大，而离岸较远的监测点误差较小，总体而言，利用MODIS影像可以满足洪泽湖叶绿素a浓度的监测需求，为水质监测提供比较可靠的信息。68378

毕业论文关键词：洪泽湖，遥感，叶绿素a，监测

Abstract: Inversion for the concentration of Chlorophyll a had become a routine water quality monitoring. In this paper, the concentration of Chlorophyll a in Hongze Lake was inverted by MODIS image using the model constructed by the normalized difference vegetation index and compared with the measured data. The results showed that the error increased from Jan to March, and decreased from April to June in 2013. The Inversion error in the site at the edge of the Hongze Lake was higher than in the center. Overall, MODIS images could provide more reliable information for the monitoring of water quality and meet the demand of chlorophyll-a concentration monitoring in Hongze Lake.

Keywords: Hongze Lake, Remote sensing, Chlorophyll a, monitor

1 前言 4

2 研究区域与数据源 5

2.1 研究区域 5

2.2 数据源 5

3 处理步骤及分析 6

3.1 图像获取 6

3.2 几何校正 6

3.3 大气校正 6

3.4 作图取点 7

3.5 反演 8

3.6 结果分析 8

4 讨论 12

结论 14

参考文献 15

致谢 16

1 前言

洪泽湖是我国五大淡水湖之一，位于淮河干流中下游、位于江苏省淮安市西北部，是我国最大的具有调水、灌溉、防洪、水运、水产、水电等综合利用的平原性水库。近年来随着洪泽湖地区经济的发展，特别是洪泽湖周边和上游淮河流域工业的发展，对洪泽湖的污染也逐年加重，洪泽湖蓝藻爆发的可能性和危害性越来越大。对于chl-a的监测是实时动态监测，对遥感数据时间分辨率有较高要求。中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectrometer ， MODIS数据的出现，给内陆水体叶绿素a的遥感监测提供了新的机遇[1]。MODIS数据由于可免费获得、光谱分辨率高、获取周期短等优势被广泛应用于湖水chl-a的检测。杨广利等[2]的研究表明，由于工农业和人们生活产生的污水的排入，造成洪泽湖水体总磷，总氮含量提高，同时与洪泽湖水体中的chl-a数量呈正相关。根据地面水质监测点（断面）的实测数据，使用对应的MODIS影像，计算分析洪泽湖chl-a变化情况，从而分析出洪泽湖水质，最终保护洪泽湖生态环境系统，避类似于太湖水华的事件再次发生。论文网

在遥感技术尚未成熟前，人们对于湖泊环境的监管，通常都是采用人工观察记录，此方法不仅繁琐耗时，而且在很大程度上限制了对偏远地区的湖泊的监管[3]。目前国内外学者基于MODIS影像对水体叶绿素a状况监测的研究已有不少，但是对洪泽湖水体叶绿素a的研究不够深入,且相对较少。刘远书等[4]通过对洪泽湖20个月的数据研究得出，洪泽湖目前暂时不具备条件，蓝藻不会大面积爆发，但局部地区有一定的风险，应采取综合治理措施预防水体富营养化，并加强跟踪监测和预警措施，保持湖水清澈，保证南水北调工程东线水质的安全。这与本文研究的结果相同。近年来，随着遥感影像的快速发展，遥感监测已经成为湖泊水质监测的有力的技术手段。其中，MODIS可对洪泽湖地区实现一天2次的成像频率，可以实现高频的洪泽湖水质监测。通过结合地面监测点（断面）的水质监测数据，反演洪泽湖chl-a浓度，从而实现洪泽湖chl-a的监测。