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附件 3:

项目编号:XJDC2014226

安徽农业大学大学生科技创新基金项目 中期检查报告书

项目名称 基于成像光谱技术的湖泊水体叶绿素的遥感反演 主 持 人 指导教师 学 年 院 度 崔玉环 理学院 二○一四年 18755129138 二○一 年 月 日 董聪 职称 讲师

联系电话 填表日期 E—mail

517991520@qq.com

安徽农业大学 SRF 项目管理办公室 二〇一四年十二月

项目总体执行进展情况概述: (项目背景、科研进展情况、发表论文情况、有何困难等)

1 项目背景 随着社会的发展和工业化进程的加快 ,湖泊的富营养化问题日益严重 ,湖泊 的水质监测和治理已经发展成为国内外学者研究的重点 ,传统的人工水质 监测费时,耗力,实效性差,而遥感技术可以凭借其较低的成本以及实时动态 的特点在水质监测中广泛应用.作为专业相关的在校学生,在学校的支持下, 由理学院崔玉环老师带领我们对该问题进行深入研究. 2 科研进展情况 本研究以升金湖为实验区 ,我们从两个方面入手 ,首先我们通过各种渠道得 到升金湖地区的高光谱影像,然后利用 ENVI 软件对该影像进行相关处理, 第一步我们先对映像进行监督分类把湖泊区域提取出来 ( 下面将介绍操作 方法及步骤) 为了使 GPS 定位的水面光谱测定与水样分析数据能够精确的在遥感图像上 找到相应像元位置 ,我们对图像进行了几何精纠正校正精度误差不超过一 个像元. 升金湖地区的遥感影像受大气的影响很大 ,为了较好的实现定量反演 ,我们 需要对图像进行大气校正处理,其技术要点如下: (1) 根据水面测得的白板反射光谱确定大气透射率,并根据各通道的 TM 图 像的灰度值(DN 值)统计直方图,计算各通道大气反射率。 (2) 根据 TM 定标数据,将 TM 各通道的 DN 值转化为辐射值。 (3) 根据陆地卫星过境时间计算大气顶部向下的太阳辐射光谱,从而将 TM 各通道的辐射值转化为反射率。 (4) 根据大气辐射传输方程,利用前几步得出的大气透过率和反射率,将卫

星测得的反射率数据转换成水面反射率,从而消除大气影响,获得准确 反映水面反射率的卫星遥感数据。 3 项目中的困难 因为各种原因,我们很难得到各类数据。活动经费较少,实地取样比较困 难。 附:技术路线图及遥感图像处理方法与步骤

湖泊水体

高光谱影像

光谱测量

水质测定

预处理 叶绿素含量相关波段分析 大气校正

几何校正 确定敏感波段 反射率影像

比值法

差值法

三波段法

叶绿素含量空间分布图

分析比较三种方法的结果

叶绿素含量反演模型

地统计学对反演模型优化

主持人(签字) : 年 月



(如内容较多,可加附页) 下阶段工作计划及预计成果:

下阶段工作:水面同步测量数据的获取和预处理 1 水面实测光谱数据获取 2 水面实测光谱数据的预处理 1)删除异常数据 由于测量时受到太阳直射反射影像 ,使得部分水面辖射信号值变化较大 ,因 此要对受影响较大的曲线加以剔除。在选择时根据数据曲线的相对集中情 况副除数据相对偏高的曲线。 2)遥感反射率计算

式中,Rs 为遥感反射率,Lw 为离水福射亮度,Ed 为水面入射总福照度,Rp 为参 考板的反射率,Ls?.为总离水福亮度信息,r 表示气-水界而对天空光的反射 率,Lsky 为天空漫反射光。 反射率的计算公式如下:

3 水面同步采样数据 4 其他参数的测量 在进行光谱测量时要同时记录其他的相关参数 , 对于每一个观测点均要获 取改点的 GPS 定位数据、湖面照片及描述、天气情况等。

预计成果: 内陆水质遥感是遥感应用的一个重要组成部分 , 数据源的不断丰富和方法 的不断创新,推进了水质遥感监测不断地向前发展。特别是作为遥感发展前 沿的高光谱遥感的日益成熟,给水质遥感监测幵辟了一条佳径。本文选择高 光谱数据源用于叶绿素水质参数的研究 , 在传统的半经验模型和三波段半 分析模型的基础上 ,采用地统计学方法对叶绿素浓度反演结果进行克里金 插值,有效地提高了叶绿素浓度的反演精度。

主持人(签字) : 年 月 有关情况说明(如人员变动、经费使用等情况) :



购《ENVI 遥感影像处理专题与实践》中国环境科学出版社 58 元 购《遥感图像处理实验教程》科学出版社 23 元 购《遥感图像应用处理与分析》清华大学出版社 38 元 购 32G 金士顿(Kingston) DT100G3 32GB USB 3.0 U 盘 黑色 90 元 打印各种资料约 20 元
主持人(签字) : 年 月 指导教师意见:



指导教师(签字) : 年 月



学生所在学院意见:

单位盖章

院(部)负责人签字: 年 月 日

主管部门审查意见:

单位盖章

负责人签字: 年






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