基于CIWI模型的洪湖市水体识别及动态监测

以湖北省洪湖市为例,监测其水面面积的变化,以实现当地水资源的优化配置与管理.在分析研究区典型地物光谱特征的基础上,分别应用单波段阈值法、多波段谱间关系法和4种水体指数法对研究区水体进行识别提取,结果表明混合水体指数法(CIWI)区分度最高,提取效果最好,可以有效减弱城镇等噪音信息的干扰.并基于该方法利用TM影像提取了洪湖市近30年的水面积动态变化,2000年时水面面积最小(302.314 km2),近十年来水面面积逐渐回升,2010年达387.548 km2.     

基于高光谱遥感的长江口叶绿素a浓度反演

为了解长江口的水质状况,现场测量叶绿素a浓度,结合高光谱遥感影像,运用波段比值模型、一阶微分模型和水体叶绿素a提取指数(Water Chlorophyll-a Index,WCI)对整个研究区域叶绿素a浓度进行反演推算,并进行空间分布评价;利用实测数据和遥感影像的关系建立反演模型,并结合相关系数、均方根误差和平均相对误差,分析和评价反演效果。结果显示,波段比值模型和叶绿素a浓度的相关性达到0.9099,均方根误差为1.7922,平均相对误差为9.09%;一阶微分模型的相关性为0.9483,均方根误差为2.2073,平均相对误差为15.31%;WCI模型的相关性高达0.9778,均方根误差为1.4405,平均相对误差为6.20%。利用WCI模型对整个研究区域的叶绿素a浓度进行模拟,可见研究区域的中间部分叶绿素a含量较低,从中间到两边逐渐增大,南部出现最大值,造成此差异的原因可能是因为北靠近居民生活区,南邻上海青草沙水库,并且附近存在植被。研究表明,WCI模型的反演效果优于波段比值模型和一阶微分模型,是一种计算简单、精度较高的方法,可以有效地提取水体叶绿素a的浓度,未来可广泛应用于水体环境质量监测。     

基于高光谱遥感的长江口叶绿素a浓度反演推算

为了解长江口的水质状况,现场测量叶绿素a浓度,结合高光谱遥感影像,运用波段比值模型、一阶微分模型和水体叶绿素a提取指数(Water Chlorophyll-a Index, WCI)对整个研究区域叶绿素a浓度进行反演推算,并进行空间分布评价;利用实测数据和遥感影像的关系建立反演模型,并结合相关系数、均方根误差和平均相对误差分析和评价反演效果。结果显示,波段比值模型和叶绿素a浓度的相关性达到0.91,均方根误差为1.79,平均相对误差为9.09%;一阶微分模型的相关性为0.95,均方根误差为2.21,平均相对误差为15.31%;WCI模型的相关性高达0.98,均方根误差为1.44,平均相对误差为6.20%。利用WCI模型对整个研究区域的叶绿素a浓度进行模拟,可见研究区域的中间部分叶绿素a含量较低,从中间到两边逐渐增大,南部出现最大值,造成此差异的原因可能是因为北接居民生活区,南邻上海青草沙水库,并且附近存在植被。研究表明,WCI模型的反演效果优于波段比值模型和一阶微分模型,是一种计算简单、精度较高的方法,可以有效地提取水体叶绿素a的浓度,未来可广泛应用于水体环境质量监测。     

基于多波段差值比值法的秦皇岛海域赤潮监测方法

为了解秦皇岛海域赤潮的发生情况,通过利用预处理后的MODIS遥感数据,针对单波段比值法的不足,提出了多波段差值比值法来提取赤潮信息,并对两种方法进行了对比实验。实验结果证明多波段差值比值法提取的位置及面积与事实更加相符,说明该方法更适合秦皇岛海域的赤潮监测。     

水产养殖水体遥感动态监测及其应用

以安徽省巢湖市为实验区,以国产高分一号(GF-1)和资源三号(ZY-3)高分辨率遥感影像为数据源,以NDWI和纹理特征作为分类特征,联合随机森林、支持向量机和BP神经网络3种分类方法,发展了一种集成分类模型,用于提取养殖水体信息,并进行阴影剔除和形态学处理。结果表明,该集成分类模型适用于提取养殖水体信息,总体精度为97.4%,Kappa系数为0.87,漏分误差为3.7%,错分误差为6.4%,相比单个模型精度明显提高;针对GF-1影像的增强阴影水体指数,对山体阴影和城市建筑阴影的剔除效果明显,较大程度上避免了阴影对水体提取的干扰;实验区养殖水体的遥感动态监测应用发现, 2016年相比2013年水产养殖面积增加6.9%。该研究理论与技术成果的应用,有助于及时掌握养殖水体的时空分布及动态变化,快速提升中国渔业管理的信息化和科学化水平。     

1984－2017年洪泽湖湿地植被覆盖度变化及对水位的响应

为揭示洪泽湖湿地植被覆盖度变化状况,探讨其变化趋势,并分析植被覆盖度与水位的相关关系。本文基于1984－2017年间42期的TM/ETM+/OLI数据,采用像元二分模型估算洪泽湖湿地植被覆盖度,分析研究区域近34年来植被覆盖度的整体特征及动态变化趋势。利用归一化差异水体指数提取洪泽湖的水体信息,同时结合植被覆盖度与其对应的水位监测数据,运用统计分析的方法构建洪泽湖四季的植被覆盖度－水体面积－水位关系模型。结果表明：(1) 研究时段上,洪泽湖湿地的整体植被覆盖度呈略微降低的趋势,中高和高植被覆盖区主要分布于研究区域的西北部及南部。(2) 1984－2017年间,洪泽湖的植被覆盖情况以退化为主,退化面积约为576.1km2,其中不显著退化(82.3%)所占比重最大。(3) 整体上看,研究区的植被覆盖度、水体面积与水位呈极显著性相关,根据三者关系模型得出四季的最适宜水位为春季12.3m、夏季12.9m、秋季12.1m和冬季12.2m。研究结果可为洪泽湖湿地生态环境的科学管理提供理论支撑与技术参考。     

半月湾及其邻近海域夏、秋季水体富营养化评价

分别采用有机污染指数法和营养指数法进行了半月湾及其邻近海域夏、秋季水体的富营养化评价。结果表明，该海域水质整体较好，营养盐浓度、各评价指标整体上呈近岸高远岸低，湾内高于湾外的趋势。以有机污染指数法评价，该海域在2009年7、8、9月以及2010年5月出现有机污染区域；以营养指数法评价，该海域呈区域水体富营养化月份为2009年7、8、9月以及2010年5、8月。2种评价方式的富营养化区域主要出现在半月湾的北底和南口稍外处。     

基于CART决策树分类的江苏省湿地提取

针对湿地环境复杂、类型多样且难以从景观尺度进行识别的特点，为解决遥感影像“同物异谱、异物同谱”的难点，探讨湿地遥感信息提取方法，可为湿地管理保护提供基础数据。以江苏省为研究区，高分一号影像为数据源，结合不同地物的环境特征和空间特征，采用CART决策树法进行地物分类，并提取湿地信息；选取影像纯净像元为训练样本，根据样本数据特征，制定分类规则。集成高分影像的光谱特征、植被指数、水体指数、土壤调整植被指数、纹 理信息、主成分分析波段和辅助地形数据，构建CART决策树模型，实现地物分类，最终采用混淆矩阵和分类精度指标进行评价，并与最大似然分类方法进行对比。结果表明，分类总体精度达到86.77%，Kappa系数为0.85，精度较最大似然分类提高了将近16%，Kappa系数提高了近0.2；遥感解译成果统计表明，2016年江苏省湿地总面积为14 053.12 km2；其中，水域面积12 585.59 km2，沼泽574.18 km2，滩涂893.35 km2，分别占湿地总面积的89.56%、4.09%、6.35%。研究发现，CART决策树分类精度高于最大似然监督分类，具有较强的实用性和优越性，对大面积湿地信息提取具有借鉴意义。     

池塘养殖水体光谱观测系统的设计与实现

水产养殖水质状况复杂,容易突发水质变化,水体光谱数据可直接反映这些变化。设计了一套养殖水体光谱观测系统,为开展养殖水体光谱分析并评估水质状况提供数据基础和科学依据。基于高精度光学传感器、Flash存储技术、GPRS及RS485无线数据传输技术构建一套实时、自动化的光谱观测系统,用以观测养殖池塘水体特定波段光谱数据。通过对5个池塘水体样本进行连续观测,以美国ASD公司的地物光谱仪在680 nm、700 nm和769 nm三个波段位置的同步观测数据为标准值进行回归分析,并对系统性能指标进行量化分析,得到观测数据准确度达98%以上,且系统性能达标。结果表明:在针对养殖水体特定波段光谱观测方面,该系统可以代替人工光谱仪观测工作,实现远程、实时数据观测,减少繁琐的观测程序,节省人力物力,同时能够避免人工观测造成的误差。     

济南中部地区水体秋季浮游植物多样性及水质评价

为了解济南中部地区水体秋季浮游植物群落结构特征,于2015年秋季对济南中部地区水体10个采样点位进行了野外调查。共鉴定出浮游植物5门58种,以硅藻门种类为主,平均密度为3.74×106 cells/L,主要以蓝藻门为主。应用浮游植物香农威纳指数和均匀度指数评价水体质量,浮游植物香农威纳指数平均值为2.45,均匀度指数平均值为0.60,通过综合分析,得出结论:济南中部地区水体呈中度污染。     

莱州人工鱼礁海域水质状况的变化特征

根据2010～2011年莱州人工鱼礁海域春、夏、秋、冬4个季节共8个航次的化学需氧量（COD）、无机氮（DIN）、活性磷酸盐（DIP）、总氮（TN）、总磷（TP）、有机碳（TOC）等要素的分析结果,运用N/P比值、有机污染指数A和富营养化指数E等方法,对投放人工鱼礁海域不同年份水体的质量状况进行了评价,分析了该海域水环境在人工鱼礁投放后的变化.结果表明,投礁区第2年DIN含量明显降低,而DIP含量略有上升,使得海区中的DIN/DIP值降低,由89.60降低到44.54.2011年和2010年投礁区DIN/DIP有显著性差异（P＜0.05）,而对照区无显著性差异（P＞0.05）,表明人工鱼礁对水体有改善作用;营养化指数E分析表明,调查海域水质未达到富营养化状态,处于较低营养水平,且2010年与2011年、礁区和对照区E值的平均值均相差不大,营养状况无明显差异;调查海域有机污染指数A小于0或小于1,且投礁区和对照区无明显差异,2010年与2011年也无明显差异,表明该海域未受到有机污染,水质状况良好或较好.     

2010年乌苏里江大麻哈鱼的群体结构及其变动

2010年10月4日~21日,对乌苏里江大麻哈鱼（Oncorhynchus keta）洄游繁殖群体渔业资源及其种群结构变动进行了调查研究,共统计标本9160尾。初步结果显示,大麻哈鱼的日洄游数量受水温和溶解氧的影响较大,出现2次洄游高峰期,平均日单船捕捞量为64尾。体长为55~65cm的个体占群体中的74%,其中体长为55~60cm的雌（36.82%）、雄（36.58%）个体在群体中所占比例接近,在体长小于55cm的群体中,雄性（27.17%）个体在本群体中所占比例高于雌性（12.75%）,体长大于60cm的群体中,雌性（48.61%）在本群体中所占比例高于雄性（34.25%）。体质量为2 000~3 000g的个体占群体中的57%,体质量大于2 500g的群体中,雌性（61.73%）个体在本群体中所占比例高于雄性（46.06%）。雌、雄性比为1.09：1,其中体重大于2 500g的雌性在群体所占比例最高为36.06%,其次为小于2 500g的雄性,占28.8%。对比历史数据表明,该渔业产量为近15年的最高值,总体资源量呈增多趋势,群体中个体趋于小型化,雌性个体在群体中处于主导地位。     

2010年乌苏里江大麻哈鱼的群体结构及其变动

2010年10月4日~21日,对乌苏里江大麻哈鱼（Oncorhynchus keta）洄游繁殖群体渔业资源及其种群结构变动进行了调查研究,共统计标本9160尾。初步结果显示,大麻哈鱼的日洄游数量受水温和溶解氧的影响较大,出现2次洄游高峰期,平均日单船捕捞量为64尾。体长为55~65cm的个体占群体中的74%,其中体长为55~60cm的雌（36.82%）、雄（36.58%）个体在群体中所占比例接近,在体长小于55cm的群体中,雄性（27.17%）个体在本群体中所占比例高于雌性（12.75%）,体长大于60cm的群体中,雌性（48.61%）在本群体中所占比例高于雄性（34.25%）。体质量为2 000~3 000g的个体占群体中的57%,体质量大于2 500g的群体中,雌性（61.73%）个体在本群体中所占比例高于雄性（46.06%）。雌、雄性比为1.09：1,其中体重大于2 500g的雌性在群体所占比例最高为36.06%,其次为小于2 500g的雄性,占28.8%。对比历史数据表明,该渔业产量为近15年的最高值,总体资源量呈增多趋势,群体中个体趋于小型化,雌性个体在群体中处于主导地位。     

基于模糊综合评价的长江中游水质分析

为了解长江中游水质特征,分别于2018年1、4、7、10月对长江中游江段的宜昌市、石首市、洪湖市、武汉阳逻、湖口县的水质进行了季节调查,对其水环境质量进行了分析,并采用模糊综合评价的方法,对长江中游5个断面地表水的水质进行综合评价。结果表明:水质标识指数评价结果得到长江中游干流大部分时期水质类别为I~II类,长江中游干流水体污染目前不严重,水质优于中国境内其他主要河流。     

南四湖水环境状态分析与评价

根据南四湖主要入湖河流及湖内15个站点的水质监测参数-叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）,从年际、年内不同时间段和不同监测点对南四湖及其入湖河流水质进行综合分析,旨在为南四湖的资源保护、南水北调东线工程建设及可持续发展提供依据。结果表明,湖区氮、磷浓度分布不均,空间分布具有非均一性;2010年与2004年相比,TN、CODMn有波动,总磷和叶绿素a分别下降了65.00%和60.59%,透明度升高了40.62%。南四湖及其周边河流水质总体有改善,水体的富营养化状况有所好转,但远低于Ⅲ类水质标准,尤其南阳湖,有些监测点已达重度富营养。通过对该水域的富营养化状况进行综合分析与评价。     

滁州鲫生长特性的初步研究

本文对滁州鲫在自然水体中生长特性进行了研究。结果表明:滁州鲫鱼体长生长速度以当年最大,体重增长率逐年增加,在生长拐点(5.84年)处达到最大,之后逐渐降低。滁州鲫的体长与体重的关系式为W=0.048L2.8894,体长和体重的生长Von Bertalanffy方程分别为Lt=53.3435×[1-e-0.1411(t+1.6801)]和Wt=4693.2160×[1-e-0.1411(t+1.6801)]2.8894。     

星海湖湿地土地利用变化及其生态需水研究

星海湖是干旱地区典型城市湖泊湿地,其生态环境及生态需水量极大程度上受土地利用变化及相关政策影响。以星海湖湿地为研究对象,利用GIS-遥感技术解译影像,提取不同时期土地利用类型面积,通过水量平衡原理、FAO56Penman－Monteith法开展1996-2018年星海湖湿地湖泊及周边植被生态需水研究,旨在为石嘴山市的生态环境保护、水资源合理利用及优化配置提供科学依据。结果表明：（1）星海湖土地利用格局以水域为主,建设用地、草地次之。水域面积整体呈现增长态势,从6.42km2（占比6.42%）增加至43.11km2（占比43.11%）;区域植被面积仅在1996-2005年期间迅速增加,增加至20.68km2(占比44.35%),之后逐年减少,至18年植被总面积为9.21km2（占比19.64%）。（2）星海湖湿地生态需水总量整体呈增长态势,仅在2014年有所下降,在2018年生态需水总量达到最高：最小生态需水总量为13449.80×104m3,适宜生态需水总量为13674.34×104m3;1996年生态需水总量达到最低：最小生态需水总量为2177.11×104m3,适宜生态需水总量为2314.37×104m3。合理的土地利用配置及管理,对水资源合理规划管理及局部生态环境改善、维护区域生态安全具有重要意义。     

厦门湾陆源入海排污口有色溶解有机物（CDOM）光吸收特性及荧光光谱研究

本研究在厦门地区选择4个陆源入海排污口DL（埭辽），XL（杏林），TA（同安），XA（翔安）及其相应邻近海域，在2009年8月、2010年5月及2010年8月，共组织3个航次，对排污口及相应邻近海域水体的有色溶解有机物（CDOM）开展调查。排污口站位水体CDOM的吸收系数ag（355）介于2．84—15．91m^-1，平均值为7．85m^-1；排污口邻近海域水体CDOM的吸收系数ag（355）介于0．51～2．33m^-1，平均值为1．54m^-1。CDOM吸收系数ag（355）与COD浓度的线性函数相关性（R^2=0．745），优于CDOM吸收系数ag（355）与BOD5的相关性（R^2=0．629）。同时，通过PARAFAC方法对CDOM的三维荧光光谱（EEMs）的研究中，识别出的W2组分在天然水体中鲜有检出，它与“X”组分相似，可能作为排污152及邻近海域水体中的一个特征荧光吸收纽分。     

中国紫蛤的栖息环境及肥满度研究

以中国紫蛤（Hiatula chinensis）为研究对象,调查其自然产区——饶平县大埕湾的环境条件,研究其生殖腺发育、肥满度的季节变化等。结果显示,大埕湾产区的中国紫蛤垂直分布于潮间带的低潮区至5m水深以内区域,年水温变化范围16.3～29.0℃,盐度变化范围18.5～33.7,底质以粒径63～250μm的细砂质为主。中国紫蛤的肥满度变化范围5.74%～21.66%。由肥满度的变化规律结合性腺发育情况推断,中国紫蛤一年中有1个繁殖期,为7～9月。满1龄的贝可达性成熟。     

养殖条件下施氏鲟（♂）X达氏鳇（♀）杂交后代的生长特性

2008年～2011年研究了人工养殖条件下的施氏鲟Acipenserschrenckii（6）×达氏鳇Husodauncus（早）杂交后代（f谷称大杂交）的生长特性。结果表明：1～7龄大杂交体长、体重相对增长率及生长指标随年龄的增长而逐渐下降，呈“异速生长一等速生长一异速生长”的变化趋势。不同年龄大杂交的体长与体重均呈幂指数关系，R2值变幅为0．95～0．99。其中，1-3龄大杂交a值〉3，呈强异速生长。此后随年龄的增加，异速生长减弱，发育趋向均匀。5龄时a值为2．94接近3，7龄a值为2．63〈3。大杂交肥满度随年龄增加而增大，其与体重的相关性（R2＝0．94）高于与体长的相关性。采用7种生长方程对不同年龄大杂交的体长生长和体重生长进行拟合，其中Gompertz、Quadratic、VBGF和Cubic4种生长方程式对大杂交体长生长的拟合效果较好，除Cubic生长方程外，其它6种生长方程对其体重生长的拟合度均较低。7种生长模型中，均以Cubic生长方程对大杂交的体长生长和体重生长的拟合R2值最大，RSS值最小，说明Cubic生长方程对不同年龄大杂交的生长具有最好的拟合效果，拐点体重、体长和年龄分别为28．53kg、82．11cm和4．22龄。