关于遥感监测鄱阳湖水环境的研究

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1、关于遥感监测鄱阳湖水环境的研究王壬江西师范大学地理与环境学院08地理信息系统E-mail：wangrengis@126.com摘要：鄱阳湖是我们江西人民巨大的资源宝库，它已经成为鄱阳湖区人民获得食品、能源、水源、原材料的源头。温家宝总理在我省视察时，就生态环境保护问题作出的重要指示：“要保护好鄱阳湖生态环境，使鄱阳湖永远成为一湖清水。”[1],省政府也提出了建设鄱阳湖生态经济区的构想，对鄱阳湖的开发利用及其环境的保护甚至已是其它国家关注的问题。研究鄱阳湖湿地的生态环境，不能脱离了对鄱阳湖水环境的研究。常规的水环境监测依赖于定位采样调查，定点采样分析

2、虽然准确，但对于号称中国第一大淡水湖的鄱阳湖，它无论在规模、范围、频度上均是相对有限的。而遥感则提供了大尺度、动态的观测，应该说利用遥感手段来分析、监测鄱阳湖水的动态变化及其水质状况更显示它的优越性。本文通过综合水体遥感的原理、方法和应用，进一步阐述了利用遥感在鄱阳湖水环境监测中的应用。关键词：鄱阳湖，水环境，遥感监测，光谱特征1、引言随着鄱阳湖生态经济区的规划和发展，在进一步开发和利用鄱阳湖区资源的过程中，工农业生产和城市化带给鄱阳湖水环境的影响将不可避免，为了更有效地实施管理，合理开发、保护和利用鄱阳湖水资源，改善水质状况，需要及时掌握水质现状

3、，以便有效控制污染。因此，动态监测鄱阳湖的水质对于保护鄱阳湖一湖清水十分必要。而水体遥感则能利用不同水物质构成表现出不同的光谱反射特征，进而研究水体的质量。因此，遥感应用于监测水环境已经是不可缺少的技术支持和手段之一。2、水体的反射光谱特征（遥感水体原理）[2]水的光谱特征主要是由水本身的物质组成决定的，同时又受到各种水状态的影响。地表较纯净的自然水体对0.4-2.5um波段的电磁波吸收明显高于绝大多数其它地物。在光谱的可见光波段内，水体中的能量物质相互作用比较复杂，光谱放射特性概括如下：（1）光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水的表面反射、水

4、体底部物质的反射和水中悬浮物质的反射。（2）光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质：有机质和无机质的影响。（3）在光谱的近红外和中红外波段，水几乎吸收了其全部的能量，即纯净的自然水体在近红外波段更近似一个“黑体”，因此，在1.1—2.5um波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。3、遥感监测鄱阳湖水环境分析3.1较洁净的鄱阳湖水的光谱特征上述水体遥感原理中提出地表较纯洁的自然水体对0.4-2.5um波段的电磁波吸收明显高于绝大多数其它地物，故其光谱反射率通常低于其它地物。而对近红外波段的吸收高

5、于对可见光波段的吸收，几乎吸收了其全部能量，即纯洁水体在近红外波段更近似于一个黑体。因此，在近红外波段纯洁水体的反射率很低，几乎近于零。鄱阳湖主湖区最大自然水面面积:4078km2，最大人工水面面积:644.1km2，在鄱阳湖水域的天然水体处受到外界环境因素影响相对小，如无太大的污染形成，可视其为较洁净的天然水体。这部分水域在遥感图像上的光谱特征将如上述所说，从中我们可以监测鄱阳湖每年的较洁净水域的面积，从而实时动态监测该面积的变化情况。3.2鄱阳湖混浊自然水体的光谱特征水体混浊的动力因素：鄱阳湖湖流特征为低水流速大，高水流速小，可分为重力型、倒灌

6、型、顶托型三种基本形态。水体浑浊的物质因素：鄱阳湖入湖泥沙（悬移质）多年年均为1689×104t，出湖976×104t，淤积713×104t，入出湖泥沙和淤积量表现出明显的阶段变化，1990后入出湖泥沙和淤积量减少约40﹪。[3]在五大河（赣抚信饶修）河水携带泥沙、天然有机物和浮游生物造成混浊水体在尾闾入湖，混浊水体通常比清澈水体的光谱反射率要高些，清澈水体能够几乎吸收红外光，而当水体中含有颗粒直径较大的泥沙时，其对红外光反射能力就有明显增加。这五大河流水与湖水交接处鄱阳湖与长江水体交接处，在近红外波段，湖水的平均光谱反射率则高于河水的平均光谱反射

7、率，这样就能够区分河流水体以及在湖泊中已经净化的水域，假如鄱阳湖有污染源来自某一条河流就能辨别出来，以采取措施治理。3.3鄱阳湖被污染水体的光谱特征鄱阳湖区工农业生产和人民生活的废弃物中，各种有毒害的有机物和无机物进入鄱阳湖后，就造成了水体的污染，并导致水体反射光谱特征的某些变化。对于鄱阳湖的污染源，主要来自湖区人民的生产生活中产生的对环境污染，河流上游带来的污染物质以及在进一步开发利用鄱阳湖资源中带来的环境破坏。赣江以赣州江段和南昌江段的污染物分布为最重。赣州江段以石油类、挥发酚为主要污染因子，南昌江段以氨氮和挥发酚为主要污染因子。南昌段的电力、

8、纺织、造纸、化肥、钢铁等工业废水排污口大多沿赣江南支排列，市区污水80%以上由青山闸口排入赣江南支。信江以鹰潭段的污染物分