收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

潮滩沉积物含水量遥感反演模型研究

尹君  
【摘要】:潮滩拥有丰富的生物、能源等资源,对人类的生活和经济活动具有重大的意义。目前对潮间带资源的利用主要为海水养殖、滩涂围垦、港口建设以及海洋新能源的开发,人类活动、工程建设会使沿海海域状况发生变化,因此需要利用有效手段对海岸滩涂地形变化、湿地环境变化进行监测。但由于潮滩地区含水量变化剧烈,水分变化影响了遥感提取潮滩地物信息的准确性,因此需要一种有效的方法准确提取潮滩含水量信息。据此,本文以盐城大丰王港、新洋港两潮滩表层沉积物为实验样本,首先通过测试室内含水量光谱采集环境,规范了实验室含水量光谱采集环境及操作要点;然后在总结国内外土壤含水量遥感反演模型和植被指数模型的基础上,利用实测光谱与含水量的统计相关关系构建了5种沉积物含水量指数,以此为基础,建立了含水量遥感反演模型,通过对比分析不同模型的优劣,确定出最适合潮滩含水量反演的模型;最后将所选模型应用于大气校正处理后的Hyperion高光谱遥感反射率影像,得到潮滩含水量的空间分布图,并分析了含水量空间分布的规律特征。经过研究,本文取得以下几点成果: (1)利用培养皿作为沉积物容器进行光谱测量分析时,培养皿玻璃壁对光线的反射会使沉积物反射率测量结果整体增加,其增幅约为黑壁条件下的4.1%,但两者的光谱曲线的相关系数R2达到0.997,因此可以通过相关模型,消除培养皿玻璃壁的反射影响;其次,在保证沉积物样品探测范围的前提下,测量高度对小视场角的光谱测量结果有较大影响,但不同高度下的光谱曲线之间存在显著的线性相关关系,其相关系数为0.954。本文建议使用培养皿进行光谱测量时宜使用5。视场角,若采用1。视场角则可通过线性转换关系推算20cm时的光谱值;最后,在测量湿土光谱时,靠近人工光源的位置测量会产生较大的测量偏差,因此在测量湿土光谱时应避开人工光源的入射方位。 (2)对沉积物光谱曲线的特征分析可知:干土条件下不同类型的沉积物光谱值虽有差异,但总体的曲线形态相似,且基本平行,波长在427nm~1790nm以及2002nm~2153nm范围时沉积物光谱曲线随波长的增加而单调上升,在2133nm-2335nm时沉积物光谱反射率值随波长的增加呈震荡下降趋势;在湿土条件下沉积物光谱反射率值随着含水量的减小而增大,且当含水量较低时波长较长的波段(如1679nm和2034nm波段)对沉积物含水量的变化敏感;而当含水量较高时,在933nm-1346nm范围内的波长对沉积物含水量的变化更加敏感。这为构建沉积物含水量模型时特征波段的选择提供了参考依据。 (3)对沉积物含水量单波段模型的分析结果表明:在土壤含水量单波段简化模型的基础上构建的沉积物含水量遥感反演模型其拟合结果中,除砂质粉砂模型相关系数R2为0.543外,其余沉积物含水量模型相关系数均高于0.62。从整体看含水量高低差异对沉积物含水量单波段反演结果影响不大。 (4)波段组合模型选取比值、归一化差值、抗土壤以及增强型指数(RWCI、 NDWCI、SAWCI、EWCI),其中NDWCI对土壤噪声最为敏感,其含水量预测能力最差,拟合得到的各沉积物R2平均值为0.675。RWCI指数能够增强水分与沉积物背景之间的反射率差异,但当含水量较低时,其分辨能力显著下降。SAWCI和EWCI指数模型引入沉积物调节参数L,并根据模型结构对L参数值进行了适当的调整,从得到的结果看两指数模型均在一定程度上降低了沉积物背景对含水量拟合结果的影响,其中EWCI指数模型的含水量估算能力相对较好,拟合得到的各沉积物R2平均值0.818,尤其当忽略沉积物类型时EWCI指数模型拟合得到的R2为0.706,RMSE为0.059。因此,选择EWCI指数做为含水量遥感反演指数。 (5)利用不同类型沉积物的干土反射率对沉积物样本反射率进行归一化处理,然后构建含水量反演模型,证明是提高含水量反演精度,降低模型对沉积物类型依赖的有效手段。据此构建的NEWCI指数模型在对存在高含水量的粘土质粉砂、粉砂、粉砂质砂进行预测时其结果要好于EWCI指数模型的预测结果,而在忽略沉积物类型时,两指数模型的预测能力则较接近。 (6)由于研究区坡度平缓对表层沉积物含水量影响不大,而根据自东向西沉积物粒径逐渐变细的沉积物组分分布情况,可以推断出沉积物组分分布是影响表层沉积物含水量的主要因素。对比EWCI和NEWCI指数模型获得的含水量分布情况可知:NEWCI指数模型能够更加准确地反映潮沟高含水量地区的含水量情况,并且NEWCI指数模型获取的研究区含水量分布情况与研究区沉积物组分分布情况相符,因此本文认为NEWCI指数模型预测得到的研究区潮滩沉积物含水量分布情况更能够反映潮滩含水量的分布情况。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张东;张鹰;李欢;陈晔;;基于组分反演的高光谱潮间带表层沉积物自动分类研究[J];海洋学报(中文版);2008年03期
2 刘耀林;刘艳芳;;遥感分类中最佳波段和最佳波段组合的选取[J];测绘信息与工程;1991年02期
3 保翰璋;陈广寿;;遥感及地理信息系统在引洮灌溉工程中的应用[J];工程地质计算机应用;2000年02期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王爱军;高抒;贾建军;;潮间带柱状样的压缩和校正[A];第三届全国沉积学大会论文摘要汇编[C];2004年
2 卢博;黄韶健;李赶先;张福生;刘强;;台湾海峡及其邻近海区海底沉积物声学物理性质[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
3 徐志伟;马菲;张凡;汪亚平;李炎;叶长江;;北部湾东部海域表层底质的粒度分布特征[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
4 沈永明;张忍顺;陆丽云;;辐射沙洲滩面高程间接推算研究[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
5 陈庆;;剖面仪记录图判读实例的初步探讨[A];水下浅地层剖面仪专辑[C];1982年
6 吴必豪;李松筠;李兴;陈永志;陈绍谋;;南海北部沉积物的地球化学研究[A];中国地质科学院矿床地质研究所文集(20)[C];1987年
7 贾永刚;王俊超;许国辉;单红仙;付元宾;;水动力对黄河口潮坪粒度组成改造实例[A];第三届全国沉积学大会论文摘要汇编[C];2004年
8 蒯多杰;冯雷;王长红;龚丽辉;汪玉玲;邱薇;曹建光;;不同底质混响空间相关函数仿真分析[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
9 汪卫国;赖志坤;;厦门湾口表层沉积物磁化率特征及其环境意义[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
10 赵梅;胡长青;;基于声学参数反演的海底沉积物分类研究[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄利东;湖泊沉积物对磷吸附的影响因素研究[D];浙江大学;2011年
2 亢振军;东海赤潮区沉积物中有机质来源及其与浮游植物群落关系初探[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2013年
3 王红霞;南黄海晚更新世以来环境演变的矿物—地球化学记录[D];中国海洋大学;2008年
4 李建兵;中国沿海部分区域磷化氢的生物地球化学研究[D];中国海洋大学;2009年
5 王爱丽;酞酸酯在湿地植物根际环境中的消减行为[D];天津大学;2011年
6 寿鹿;长江口及邻近海域大型底栖生物群落生态学研究[D];南京师范大学;2013年
7 杜永芬;潮间带纤毛虫原生动物和小型底栖动物生态学研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
8 史本伟;长江口崇明东滩盐沼—光滩过渡带沉积动力过程研究[D];华东师范大学;2012年
9 王昕;冰后期以来长江水下三角洲地区沉积作用及沉积环境演化[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
10 张子鹏;辽东湾北部现代沉积作用研究[D];中国海洋大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尹君;潮滩沉积物含水量遥感反演模型研究[D];南京师范大学;2013年
2 陶旭;潮滩滩面高程的高光谱遥感反演研究[D];南京师范大学;2013年
3 曾凡凡;复合污染条件下湘江沉积物对镉和菲吸附的研究[D];湖南大学;2009年
4 麻涛;呼伦湖沉积物中硅的地球化学特征及对比研究[D];内蒙古大学;2012年
5 钟振兴;磺胺抗生素在湖泊沉积物中的吸附和降解行为研究[D];西南大学;2012年
6 吴浩;中国主要红树林湿地中甲基汞的分布规律及其微生物甲基化作用[D];厦门大学;2009年
7 刘霞;长江口及其邻近海域沉积物有机污染物分布特征及对有机质来源的指示意义[D];中国海洋大学;2012年
8 朱炳德;黄海及胶州湾沉积物中氮的形态研究[D];中国海洋大学;2007年
9 方建勇;厦门湾海底沉积物分布特征及其物源和沉积环境意义[D];国家海洋局第三海洋研究所;2008年
10 赵旭;海底底质多波束声学方法探测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报记者 武卫政;“大洋一号”:大西洋之旅近尾声[N];人民日报;2005年
2 记者 陈惠玲;近岸海洋地调移师北部湾[N];地质勘查导报;2006年
3 谭启光;鳌山湾东部开建人工渔礁[N];青岛日报;2008年
4 成因 陈惠玲;伶仃洋正在萎缩[N];中国矿业报;2004年
5 张瑞;我国首次编制近海大比例尺海底地形图[N];地质勘查导报;2010年
6 记者 滕艳 特约记者 曹雪晴;我国1:100万黄东海幅系列图完成[N];地质勘查导报;2010年
7 记者龙邹霞;“908专项”海底环境调查研究学术交流会举行[N];中国海洋报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978