基于遥感影像的城市水质时空变化特征分析开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

常州市地处长三角下游，毗邻上海、南京、苏州，拥有极为便利的地理区位优势，随着改革开放的步伐，常州市从80年代以来进入了一个飞速发展的时期，工商业、服务业迅猛发展，旅游业也加快了前进的脚步。然而城市的发展不可避免的会给自然环境带来一定的影响，经济社会的建设必然会牺牲一些环境利益。常州市域水网密集，河流规模小，环境容量低，因此应对河流自身应对水污染的能力较之于其它市县较差。近年来，在经济社会不断发展的影响下，常州市水文环境呈现着恶化的趋势，制约了经济的发展和危害着人类的健康。因此，做好基于遥感影像的常州市水质时空变化特征分析能够为治理工作动态基础数据和科学决策依据。

水质参数反演方法主要包括经验法、半经验法和分析法。目前已有很多算法应用于水质参数的遥感反演研究。基于遥感数据与实测数据的地表水环境参数反演的相关研究，建立了统计回归、神经网络等水质参数反演模型。人工神经网络具有分布式联想能力、自学习能力及自组织能力，常用来做数据关系的挖掘、构建预测模型等工作，近年来在水质参数反演及水质评价领域被广泛使用。

2. 研究内容和预期目标

2.1主要研究内容

对水体来说 ,水的光谱特征主要是由水本身的物质组成决定,同时又受到各种水状态的影响。水体的反射主要在蓝绿光波段,其它波段吸收都很强,特别到了近红外波段,吸收就更强。水体可见光反射包含三部分 :水表面反射、水体底部物质反射和水中悬浮物质(浮游生物或叶绿素、泥沙及其它物质)的反射。当水中含有其它物质时,反射光谱曲线会发生变化。溶解或悬浮于水中的污染成分、浓度等的不同，导致了水体对不同波长光的吸收和散射也不同，进而引起水体颜色、密度、透明度等表观参数的差异。

影响水质的主要因子有水中悬浮物(浑浊度)、藻类(如叶绿素、类胡萝卜素)、化学物质 (如营养物质、杀虫剂、金属)、溶解有机物(dom)、热释放物、病原体和油类物质等。应用遥感科技来监测水质，就是依靠监测光谱信号的改变，再通过经验或分析模型把这些光谱的变化与水质参数联系起来。

3. 研究的方法与步骤

基于landsat8 oli的常州市2019年遥感影像，利用envi、spss、arcgis软件进行处理。

1、遥感数据获取

通过地理空间数据云等平台获取常州市2019年春夏秋冬四个季节的遥感影像，选择landsat8 oli的卫星影像数据，涵盖整个常州市，云量小于20%且不遮挡监测点位。

4. 参考文献

[1]钱进,李澜,姚敏,巩彩兰.基于landsat-8卫星遥感反演内陆河湖水质参数[j].江苏水利,2023(02):34-39.doi:10.16310/j.cnki.jssl.2023.02.015.

[2]李院夫,宋金玲,林琢,翟肖昂,康燕. 高光谱卫星影像水质遥感反演[j].现代化农业,2022(11):49-53.

[3]张鹏,郭正鑫,刘振军.高光谱卫星影像水质遥感反演[j].测绘通报,2022(s2):206-211.doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0588.

5. 计划与进度安排

（1） 1.5 学生选题，导师参加选题指导，并与指导教师见面。

（2）3.1-3.16 指导教师下达毕业论文任务书，掌握本课题的基本原理和当前的发展现状。并根据期间参考资料情况，完成开题报告。

（3）3.17-3.31 学生收集资料，实地调查，设计论文详细提纲。