长安大学国家级大学生创新创业训练计划项目结题报告书 2

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1、长安大学国家级大学生创新创业训练计划项目结题报告项目名称：城市景体富营养化多光谱遥感监测的模型及其应用研究项目类别：□创新训练□创业训练□创业实践项目编号：201210710118项目负责人：李晨龙专业班级：所属学院：环境科学与工程学院执行年限：2012年4月28日至2014年4月28日电话:18729902046E-mail:2580937855@qq.com填表日期：2013年12月6日长安大学教务处制一、基本情况项目名称城市景观水体富营养化多光谱遥感监测模型的研究成果形式论文立项时间2012年4月28日完成时间2014年4月28日鉴定时间年月日项目主要研究人员序号姓名

2、学号专业班级所在学院项目分工1李晨龙201129040203化学工程与工艺2班环境科学与工程学院2马凯201129040204化学工程与工艺2班环境科学与工程学院3朱海昌201129040216化学工程与工艺2班环境科学与工程学院4赵珊201129040226化学工程与工艺2班环境科学与工程学院5温婷婷201129030124建筑环境于设备工程环境科学与工程学院二、研究过程简介研究目的本研究以城市景观水体为靶区，以多光谱数据遥感反演为主要方法，通过尺度转换，水质分析，开展水质定量遥感监测和对水体富营养化状态评价识别的方法和技术研究，探索城市景观水体富营养化多光谱遥感监测的便

3、捷方法，通过发展适合城市景观水体水质定量遥感监测的波段分析和构建模型，实现与遥感水质监测同步完成的城市景观水体营养状态的评价识别，搭建一个基层水利、环境及其它相关业务管理部门易于掌握的，具有可操作性的多光谱城市景观水质遥感监测平台。研究意义城市景观水体是营造城市优美景观，为城市居民提供休闲游憩的场所，主要包括城市里的天然湖泊、人工湖泊、景观池塘、景观河道等。城市景观水体多为静止或流动性差的封闭缓流水体，水域面积小、水深较浅、水环境容量小、自净能力差、容易出现不同程度的富营养化现象。一旦发生，水体颜色泛绿，发出难闻的腥臭味，严重影响周边的自然环境和人居环境，丧失了水体的景观功

4、能。由于地表水体存在富营养化问题，其中的氨氮、总磷、总氮、化学需氧量等有机物质会以水为介质，在下渗过程中，透过地层进入地下水中。虽然地表水在经过地层变为地下水的过程中或多或少得到一定净化，但是地下水的水质还会受到不小的影响。为了发挥城市景观水体功能，营造优美城市环境，有效防治地下水进一步污染，对城市景观水体水质做到快捷准确监测和及时治理就显得尤为重要。传统的城市景观水体水质监测采用实地、点上采样和实验室分析等手段，这类监测方法有一定的准确性，但容易受局部扰动的影响，不能反映整个水体生态环境的时空变化，且费时、费力、成本高，不能满足对水质实时、大尺度监测评价要求。遥感技术的出

5、现和发展，给水质的监测评价提供了新的机遇与选择。水质遥感监测是利用经验、半经验或者物理分析的方法，选择合适的遥感波段数据，建立水质参数的遥感估测模型来反演水体中的水质参数浓度。水质遥感监测方法可以反映水质在空间和时间上的分布和变化情况，发现其它一些方法难以揭示的污染源和污染物迁移特征，具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势，既可以满足大范围水质监测的需要，也可以动态跟踪污染事件的发生、发展。如何针对城市景观水体，通过多光谱遥感监测技术和地面准同步水质分析技术的科学组装，实现对水体富营养化的方便快捷监测，及时地掌握城市景观水体的富营养化状态，是探索切实有效

6、的修复方法改善其水质,恢复并提高水体生态系统景观功能与价值,以提高其生态环境效益与社会经济效益的重要途径。因此，应用遥感技术进行水质变化机理研究，进而研究水资源的合理利用和保护，有效防治地下水进一步污染，维护地下水安全，成为当前国际、国内遥感界的研究热点之一。本研究以位于西安市区的汉城湖、兴庆湖、护城河、曲江池、未央湖、莲湖公园、渭河咸阳段、丰庆公园及革命公园等景观水体为研究对象，主要应用多时相的多光谱卫星遥感数据，通过尺度转换等方法，进行水质参数的遥感信息提取和定量反演研究，引入数据挖掘和知识发现机制，揭示城市景观水体富营养化过程中隐含的客观规律，利用一种新的机器学习法-

7、支持向量机（SVM-SupportVectorMachine）[1-5]及模糊模式识别交叉迭代模型对遥感反演的水质数据进行水体富营养化状态的模糊模式识别，构建一个适合于城市景观水体水质实时监测与富营养化状态评价识别的计算准确、性能稳定的计算模型。通过以上研究，回答科学与生产中的几个实际问题：①城市景观水体富营养化多光谱遥感监测的机理模型是什么？②如何进行城市景观水体水质参数敏感波段分析与选择及如何建立基于定量遥感反演技术的城市景观水体富营养化快捷综合评价方法与模型？从而全面及时地掌握城市景观水体的富营养化状态，揭示