基于ArcGIS Server的農區(qū)水質遙感反演信息系統構建研究——以江蘇溧水縣為例.pdf

1、農區(qū)水體是影響我國農業(yè)生產的重要水資源之一。隨著我國經濟的高速增長，城市化進程突飛猛進，農業(yè)生產區(qū)域內各種污染加重，農業(yè)生產受到嚴重影響，農產品質量下降，最終導致人民健康受到危害。所以及時地了解農區(qū)水體受污染的情況，對于農區(qū)水體的治理以及農產品生產的安全性保障至關重要。農區(qū)水體存在著分布廣泛、單個面積小、深度淺、流動性差等特點，這些特點使污染監(jiān)測工作變得復雜。傳統的污染監(jiān)測需要經過采水樣、測水質指標等步驟，容易受人力、物力、水文條件的限

2、制。遙感技術作為這幾年來發(fā)展起來的新技術，已經越來越多的被運用于環(huán)境監(jiān)測中了。遙感技術具有實時、高效、持久、數據量大、觀測范圍廣等優(yōu)點，在農區(qū)水體的監(jiān)測中可以發(fā)揮重要作用。所以，遙感監(jiān)測已經成為農區(qū)水體污染監(jiān)測和動態(tài)時空變化分析的重要技術方法。農區(qū)水體的遙感監(jiān)測主要是通過在被污染水體具有獨特的有別于清潔水體的光譜反射特征，在某個特定波長區(qū)間形成強烈的吸收或反射。農區(qū)水體污染監(jiān)測的水質參數有多種，目前在遙感反演方程研究方面比較成熟的是葉綠

3、素a、懸浮物和透明度。以一個水質參數的遙感反演方程為基礎，通過WebGIS系統的建立可以實現反演監(jiān)測在分布式計算機上的統一運行；另外，通過結合GIS環(huán)境監(jiān)測的一般性功能，如水體分布圖、監(jiān)測采樣點分布圖的添加，使遙感監(jiān)測變得更加直觀簡便；同時，對于日后其他地區(qū)不同環(huán)境的水體監(jiān)測，只需要修改系統中的反演方程參數，有著較高的可移植性。
　　 本文探討了監(jiān)測區(qū)江蘇省溧水縣農區(qū)水體的特點，通過比較適用性后選定了中巴衛(wèi)星作為反演遙感影像，并

4、且設計了水質參數測定的采樣路線，完成遙感反演水質參數的實驗測定，得到了研究區(qū)的葉綠素a、懸浮物和透明度。通過對溧水農區(qū)水體水質參數與同一時期中巴資源衛(wèi)星影像的灰度值特征之間相關度方程的探究，獲得了每水質最佳的反演方程(選取R2最大值)：(1)葉綠素a最佳方程為y=-0.292x+8.908(R2=0.869)；(2)懸浮物最佳方程為：y=-0.236x3+0.464x2-0.446x+2.068(R2=0.857)；(3)透明度最佳方程

5、為：y=-66.722x3+352.264x2-556.504x+325.807(R2=0.907)。其中葉綠素a的反演方程說明了只需要一次線性方程便可以很好的進行反演，而懸浮物與透明度方程在所研究的幾類方程中顯示的關系是R2隨著方程次數增高而增大。這兩點可以作為以后的進一步研究的基礎。在取得遙感基礎數據后選取ArcGIS Server為平臺，建立了以溧水遙感反演方程為算法基礎的農區(qū)水質遙感反演信息系統。
　　 本研究得出采用中

6、巴資源衛(wèi)星影像通過建立反演模型對江蘇溧水縣的農區(qū)水體污染管理是非常有效的，主要優(yōu)勢在于：⑴反演方程達到了比較高的精度，滿足了計算機模型算法的可行性；⑵采用ArcGIS Server平臺開發(fā)的系統，可以有效的管理水資源，并且實現了一平臺多用途，給遙感反演結合了其他圖層資源，達到可以綜合分析的目的；⑶WebGIS系統的引入可以使得即使非GIS、遙感專業(yè)人員也可以利用GIS手段進行環(huán)境管理；⑷WebGIS的B/S模式，使得數據和軟件的分離，解