湖泊水環(huán)境遙感

前言

自1957年蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，全球?qū)Φ赜^測技術(shù)快速發(fā)展；今天，一個綜合的全球性對地觀測網(wǎng)絡(luò)正在形成。作為對地觀測的重要技術(shù)手段，衛(wèi)星遙感在探測地球資源與環(huán)境等方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，方興未艾。隨探知對象的不同，出現(xiàn)了諸多學(xué)科分支，湖泊水環(huán)境遙感即是其一。欣喜地看到，我國在湖泊水環(huán)境遙感研究方面已取得了顯著成績，馬榮華等撰寫的《湖泊水環(huán)境遙感》是目前這一領(lǐng)域一項開拓性成果。湖泊作為流域系統(tǒng)內(nèi)的重要單元，承載并始終參與了全球氣候變化過程，是全球氣候變化區(qū)域響應(yīng)的一個重要記錄器。水環(huán)境遙感作為記錄器中參數(shù)提取的一個重要手段，將發(fā)揮越來越重要的作用。面向我國湖泊水環(huán)境修復(fù)與治理的實際需求，在“十五”中期馬榮華研究員及其團(tuán)隊組織開展了湖泊水環(huán)境遙感方面的應(yīng)用研究工作，并在“十一五”期間進(jìn)一步深化。通過近十年的艱苦努力，緊緊圍繞湖泊水環(huán)境遙感的關(guān)鍵科學(xué)問題，進(jìn)行重點攻關(guān)，在湖泊水色遙感大氣校正、湖泊區(qū)域性生物光學(xué)特性及模型等方面取得了一定的研究進(jìn)展和突破，并在太湖的實際應(yīng)用中得到實踐檢驗，獲得了江蘇省科技進(jìn)步二等獎。

內(nèi)容概要

本書詳細(xì)闡述了湖泊水環(huán)境遙感的基礎(chǔ)理論、實踐應(yīng)用及系統(tǒng)集成。全書共11章。第1～5章闡釋了湖泊水環(huán)境遙感的理論基礎(chǔ)，重點介紹湖泊水環(huán)境遙感的物理概念、輻射傳輸以及大氣校正，突出固有光學(xué)量以及表觀光學(xué)量的測量方法，并分析了兩者的光學(xué)特性；第6～10章為湖}白水環(huán)境遙感的實踐應(yīng)用，主要闡述湖泊水體水色參數(shù)遙感反演、水體富營養(yǎng)化遙感評價、水生植被遙感監(jiān)測與生物量遙感估算、湖泊水體表層水溫反演以及湖泊藍(lán)藻水華監(jiān)測；第11章為湖泊水環(huán)境遙感的軟件系統(tǒng)集成，介紹了太湖MODIS衛(wèi)星遙感監(jiān)測系統(tǒng)、中國湖泊水環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)的總體框架、開發(fā)模式、系統(tǒng)功能以及業(yè)務(wù)流程等。    本書可讀性強(qiáng)，適合具有地學(xué)、環(huán)境、空間信息等地球系統(tǒng)科學(xué)背景的本科生、碩士生和博士生作為參考教材，也可作為湖泊科學(xué)和遙感科學(xué)工作者的參考書。

書籍目錄

序序二前言第l章 緒論  1.1 背景與意義  1.2 湖泊水色遙感的現(xiàn)狀與問題  1.3 基本概念  參考文獻(xiàn)第2章 湖泊水體的光學(xué)特性測量  2.1 水體光學(xué)特性的有關(guān)概念  2.2 水體的表觀光學(xué)特性測量  2.3 水體的固有光學(xué)特性測量  2.4 水體生物光學(xué)特性測量試驗  參考文獻(xiàn)第3章 湖泊水體的表觀光學(xué)特性  3.1 遙感反射光譜特征分析方法  3.2 湖泊水色參數(shù)光譜特征  3.3 太湖水體水下光場特征  3.4 太湖水體的生物光學(xué)模型參數(shù)  參考文獻(xiàn)第4章 湖泊水體的固有光學(xué)特性  4.1 太湖水體的吸收光譜特征  4.2 巢湖水體的吸收光譜特征  4.3 玄武湖水體的吸收光譜特征  4.4 石頭口門水庫水體吸收光譜特性  4.5 典型沙漠湖泊水體吸收光譜特征  4.6 總顆粒物吸收光譜模擬與分解  4.7 太湖水體的后向散射概率  4.8 太湖水體的后向散射特征  參考文獻(xiàn)第5章 湖泊水色遙感的大氣校正  5.1 大氣校正研究進(jìn)展  5.2 適合湖泊水色遙感的大氣校正  5.3 湖泊水色遙感的MODIS精確大氣校正  參考文獻(xiàn)第6章 湖泊水色參數(shù)的遙感定量反演  6.1 水底底質(zhì)對遙感反射比的影響和貢獻(xiàn)  6.2 基于實測高光譜的水色參數(shù)經(jīng)驗／半經(jīng)驗反演算法  6.3 基于實測高光譜的水色參數(shù)半分析反演算法  6.4 基于衛(wèi)星遙感圖像的水色參數(shù)反演  參考文獻(xiàn)第7章 湖泊水體富營養(yǎng)化遙感評價  7.1 湖泊富營養(yǎng)化評價方法  7.2 基于實測高光譜的湖泊富營養(yǎng)化評價  7.3 基于衛(wèi)星遙感定量反演的湖泊富營養(yǎng)化評價  參考文獻(xiàn)第8章 湖泊水生植物生物量遙感估算  8.1 水生植物遙感的研究進(jìn)展  8.2 太湖水生植物遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取  8.3 湖泊水生植物時空分布遙感監(jiān)測  8.4 湖泊水生植物生物量遙感估算  8.5 湖泊水生植物遙感的精度評價  參考文獻(xiàn)第9章 湖泊水面溫度遙感定量反演  9.1 湖泊水面溫度遙感反演原理  9.2 基于Lands at TM數(shù)據(jù)的湖泊水面溫度遙感反演  9.3 基于EOSMODIS數(shù)據(jù)的湖泊水面溫度遙感反演  參考文獻(xiàn)第10章 湖泊藍(lán)藻水華的衛(wèi)星遙感監(jiān)測  10.1 藍(lán)藻水華衛(wèi)星遙感監(jiān)測方法  10.2 藍(lán)藻水華多源衛(wèi)星遙感監(jiān)測  10.3 太湖藍(lán)藻水華的時空分布規(guī)律  10.4 太湖藍(lán)藻水華對環(huán)境變化的響應(yīng)  參考文獻(xiàn)第11章 湖泊水環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)  11.1 太湖MODIS衛(wèi)星遙感監(jiān)測系統(tǒng)  11.2 中國湖泊水環(huán)境遙感監(jiān)測系統(tǒng)  參考文獻(xiàn)附錄一 太湖藍(lán)藻衛(wèi)星遙感監(jiān)測報告（摘錄）附錄二 水色遙感常用符號

章節(jié)摘錄

插圖：目前，內(nèi)陸水體水質(zhì)遙感研究所使用的絕大多數(shù)衛(wèi)星遙感傳感器都是面向陸地資源的多光譜傳感器，所利用的遙感數(shù)據(jù)包括未經(jīng)校正的灰度值、經(jīng)校正轉(zhuǎn)換的向上輻射值以及反射率值等，所使用的方法主要為半經(jīng)驗方法。半經(jīng)驗方法主要以波段組合為基礎(chǔ)，建立遙感數(shù)據(jù)與實時或準(zhǔn)實時的實測水質(zhì)參數(shù)之間的統(tǒng)計回歸分析模型，應(yīng)用簡便，運算快捷，但模型具有很強(qiáng)的區(qū)域性，通用性較差；另外，多光譜傳感器的波段設(shè)置較寬（一般超過60nm），遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水體物質(zhì)組分指示性波段的響應(yīng)寬度（小于10nm），兩者的波段位置也不能很好地對應(yīng)，因此上述衛(wèi)星多光譜傳感器獲取的遙感圖像不能充分反映某一物質(zhì)組分的波譜特征，基于多光譜遙感的經(jīng)驗方法不是湖泊水質(zhì)遙感監(jiān)測的最佳方法（馬榮華和唐軍武，2006）。但由于多數(shù)面向陸地資源的多光譜傳感器具有較高的空間分辨率，目前在湖泊遙感中具有其他水色傳感器不可替代的作用，因此有必要對其探測潛力和水色應(yīng)用模型進(jìn)行研究。隨著高光譜遙感的發(fā)展和應(yīng)用，諸多學(xué)者認(rèn)識到高光譜遙感在湖泊水質(zhì)監(jiān)測中的重要性（段洪濤等，2006a、2006b；周藝等，2004），把專用的海洋水色傳感器SeaWiFS（Vos et a1.，2003）、攜帶有水色傳感器的MODIS（吳敏和王學(xué)軍，2005）以及CASI（Flink et a1.，2001）應(yīng)用到湖泊水質(zhì)遙感監(jiān)測中，取得了令人滿意的效果；劉堂友等（2004）使用MODIS成像光譜儀數(shù)據(jù)建立了葉綠素濃度和懸浮物濃度的反演公式，閻福禮等（2006）、聞建光等（2006）使用E0～1攜帶的Hyperion傳感器數(shù)據(jù)反演太湖水體葉綠素a的濃度。

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《湖泊水環(huán)境遙感》由科學(xué)出版社出版。

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