我国农村地区黑臭水体广泛存在,利用遥感技术对其进行监测的研究刚刚起步,许多技术性问题亟待解决。在吉林省、云南省和广西农村地区进行样品采集,于2021~2022年期间,共收集75个黑臭水体水样和85个一般水体水样,分别对其水质参数以及光...我国农村地区黑臭水体广泛存在,利用遥感技术对其进行监测的研究刚刚起步,许多技术性问题亟待解决。在吉林省、云南省和广西农村地区进行样品采集,于2021~2022年期间,共收集75个黑臭水体水样和85个一般水体水样,分别对其水质参数以及光学特性进行分析。以高分二号为数据源,分析黑臭水体与一般水体的影像光谱特征,发现农村黑臭水体反射率在红波段以及近红外波段有上升的趋势,红、绿波段的反射率很低且差值小,根据这两个黑臭水体典型的光谱特征,构建了一种新的黑臭水体识别指数MBOI(Multi-spectral Black and Odorous Water Index),识别精度较高。主要研究结果如下:(1)黑臭水体与一般水体相比,其具有较高的总悬浮颗粒物浓度,黑臭水体有机碳的浓度是一般水体有机碳浓度的1.82倍。(2)在440 nm处,黑臭水体中的水体组分吸收系数,即色素、非色素颗粒物以及有色可溶性有机物的吸收系数均高于一般水体。(3)利用去瑞利校正后的影像光谱反射率数据进行数据建模与模型验证,当MBOI取值在0~0.18之间时,判定为黑臭水体,模型精度满足黑臭水体识别的要求。展开更多
中国城市黑臭水体情况严重,基于遥感监测黑臭水体刚刚起步,很多问题待解决。以沈阳市城市建成区内主要河流为研究区,于2015年—2016年开展地面调查,获取了浑河和蒲河46个一般水体的样点,和辉山明渠、满堂河、细河以及微山湖路附近、丁...中国城市黑臭水体情况严重,基于遥感监测黑臭水体刚刚起步,很多问题待解决。以沈阳市城市建成区内主要河流为研究区,于2015年—2016年开展地面调查,获取了浑河和蒲河46个一般水体的样点,和辉山明渠、满堂河、细河以及微山湖路附近、丁香湖北部50个黑臭水体的样点数据,包括水面光谱和主要水质参数。分析了黑臭水体与一般水体的光谱特征,发现城市黑臭水体反射率光谱在绿光—红光波段变化比一般水体平缓,基于这一特点提出了一种基于反射率光谱指数BOI(Black and Odorous water Index)的黑臭水体识别模型,并将其与红绿波段比值指数进行对比,具有更好的识别精度。结果表明:(1)基于遥感反射率(Rrs)计算的BOI小于0.065时,可判为黑臭水体。(2)由于GF2水体图像精确大气校正存在困难,可以利用瑞利散射校正反射率(Rrc)替代R_(rs),BOI小于阈值0.05时,可判别为黑臭水体;同时模拟证明,当气溶胶光学厚度逐渐增大时,黑臭水体与一般水体的光谱差异将逐渐减小,因此这种方法主要适用于比较清晰的图像、气溶胶光学厚度比较小(如AOT(550)≤0.5时)。(3)基于R_(rc)的BOI模型可以较好的应用于GF2图像上,具有较好的识别精度。对2015年—2016年3景GF-2影像提取的结果显示,满堂河和新开河黑臭现象得到逐步改善,辉山明渠黑臭现象依然严峻。本文发展的黑臭水体遥感识别算法主要是基于沈阳黑臭水体的光谱特征,仅在沈阳市进行了验证,将来还需在其他城市进一步验证,并且需要更多地考虑多种因素对水体反射率的影响。展开更多
城市黑臭水体遥感分级识别对于黑臭水体的监管及治理具有重要作用。针对目前黑臭水体遥感识别算法无法对河流黑臭程度分级这一问题,在沈阳市建成区内开展野外实验,对比分析一般水体、轻度黑臭水体和重度黑臭水体的反射率光谱差异,利用...城市黑臭水体遥感分级识别对于黑臭水体的监管及治理具有重要作用。针对目前黑臭水体遥感识别算法无法对河流黑臭程度分级这一问题,在沈阳市建成区内开展野外实验,对比分析一般水体、轻度黑臭水体和重度黑臭水体的反射率光谱差异,利用绿波段反射率的基线差值与红波段反射率之比,提出了一种城市黑臭水体遥感分级指数BOCI(Black and Odorous water Classification Index)模型。首先采用实测光谱数据对BOCI模型检验,并将其与改进后归一化比值模型进行对比,结果表明,BOCI模型具有更高的黑臭水体识别精度,且可以将重度黑臭水体与轻度黑臭水体区分开,解决了现有模型无法对黑臭水体污染程度分级的问题;然后将BOCI模型应用于沈阳市同步GF-2影像进一步检验,同样取得了较高的识别精度;最后将该模型应用于2015~2018年4景GF-2影像,对研究区内黑臭水体进行动态监测,结果显示,新开河、南运河和满堂河黑臭现象逐步得到改善,辉山明渠黑臭现象依然很严峻。展开更多
文摘我国农村地区黑臭水体广泛存在,利用遥感技术对其进行监测的研究刚刚起步,许多技术性问题亟待解决。在吉林省、云南省和广西农村地区进行样品采集,于2021~2022年期间,共收集75个黑臭水体水样和85个一般水体水样,分别对其水质参数以及光学特性进行分析。以高分二号为数据源,分析黑臭水体与一般水体的影像光谱特征,发现农村黑臭水体反射率在红波段以及近红外波段有上升的趋势,红、绿波段的反射率很低且差值小,根据这两个黑臭水体典型的光谱特征,构建了一种新的黑臭水体识别指数MBOI(Multi-spectral Black and Odorous Water Index),识别精度较高。主要研究结果如下:(1)黑臭水体与一般水体相比,其具有较高的总悬浮颗粒物浓度,黑臭水体有机碳的浓度是一般水体有机碳浓度的1.82倍。(2)在440 nm处,黑臭水体中的水体组分吸收系数,即色素、非色素颗粒物以及有色可溶性有机物的吸收系数均高于一般水体。(3)利用去瑞利校正后的影像光谱反射率数据进行数据建模与模型验证,当MBOI取值在0~0.18之间时,判定为黑臭水体,模型精度满足黑臭水体识别的要求。
文摘中国城市黑臭水体情况严重,基于遥感监测黑臭水体刚刚起步,很多问题待解决。以沈阳市城市建成区内主要河流为研究区,于2015年—2016年开展地面调查,获取了浑河和蒲河46个一般水体的样点,和辉山明渠、满堂河、细河以及微山湖路附近、丁香湖北部50个黑臭水体的样点数据,包括水面光谱和主要水质参数。分析了黑臭水体与一般水体的光谱特征,发现城市黑臭水体反射率光谱在绿光—红光波段变化比一般水体平缓,基于这一特点提出了一种基于反射率光谱指数BOI(Black and Odorous water Index)的黑臭水体识别模型,并将其与红绿波段比值指数进行对比,具有更好的识别精度。结果表明:(1)基于遥感反射率(Rrs)计算的BOI小于0.065时,可判为黑臭水体。(2)由于GF2水体图像精确大气校正存在困难,可以利用瑞利散射校正反射率(Rrc)替代R_(rs),BOI小于阈值0.05时,可判别为黑臭水体;同时模拟证明,当气溶胶光学厚度逐渐增大时,黑臭水体与一般水体的光谱差异将逐渐减小,因此这种方法主要适用于比较清晰的图像、气溶胶光学厚度比较小(如AOT(550)≤0.5时)。(3)基于R_(rc)的BOI模型可以较好的应用于GF2图像上,具有较好的识别精度。对2015年—2016年3景GF-2影像提取的结果显示,满堂河和新开河黑臭现象得到逐步改善,辉山明渠黑臭现象依然严峻。本文发展的黑臭水体遥感识别算法主要是基于沈阳黑臭水体的光谱特征,仅在沈阳市进行了验证,将来还需在其他城市进一步验证,并且需要更多地考虑多种因素对水体反射率的影响。
文摘城市黑臭水体遥感分级识别对于黑臭水体的监管及治理具有重要作用。针对目前黑臭水体遥感识别算法无法对河流黑臭程度分级这一问题,在沈阳市建成区内开展野外实验,对比分析一般水体、轻度黑臭水体和重度黑臭水体的反射率光谱差异,利用绿波段反射率的基线差值与红波段反射率之比,提出了一种城市黑臭水体遥感分级指数BOCI(Black and Odorous water Classification Index)模型。首先采用实测光谱数据对BOCI模型检验,并将其与改进后归一化比值模型进行对比,结果表明,BOCI模型具有更高的黑臭水体识别精度,且可以将重度黑臭水体与轻度黑臭水体区分开,解决了现有模型无法对黑臭水体污染程度分级的问题;然后将BOCI模型应用于沈阳市同步GF-2影像进一步检验,同样取得了较高的识别精度;最后将该模型应用于2015~2018年4景GF-2影像,对研究区内黑臭水体进行动态监测,结果显示,新开河、南运河和满堂河黑臭现象逐步得到改善,辉山明渠黑臭现象依然很严峻。
