研究方向四:水资源与水环境遥感

发布时间:2022-10-22浏览次数:10

方向四:水资源与水环境遥感

  1. 江西省2021年度丰水期/枯水期水体空间分布图


为更好掌握江西省地表水资源时空分布状况和变化特征,基于202130m分辨率Sentinel-1雷达影像、30m分辨率SRTMGL1_003数字高程数据,利用SDwWI(Sentinel-1 Dual-Polarized Water lndex)算法,完成了2021年江西省丰、枯水期河流、湖泊、山塘水库水体范围提取。

水体提取思路是:首先对Sentinel-1A数据进行预处理;再对处理后的双极化

数据按照SDWI方法做波段运算,得到新的波段;利用波段运算得到二值图,初步提取水体信息,在此基础上结合DEM数据去除山体阴影,得到最终水体信息。

利用欧盟委员会联合研究中心(JRC)基于Landsat数据反演的全球水体覆盖时序产品GSwGlobal Surface Water)进行精度验证。按照水体分布密度选择了均匀分布的样本1000个,用来评价全省水体提取结果与同期GSW产品的精度。总体上,研究提取的水体结果总体精度(OA)Kappa系数均高于GSw

2021年江西省丰水期水体面积16671Km2,枯水期水体面积16132Km2。经监测结果分析,江西省水体分布呈现出显著的时空差异。受地理条件制约,大面积水体集聚在环鄱阳湖所在冲积平原及主干流流域;水库池塘多分布在以低山、丘陵地貌为主要特征的中南部和西部区域。受降水等因素影响,鄱阳湖流域水面积变化较大。



  1. 江西省鄱阳湖2021年丰水期/枯水期总悬浮物浓度分布图

丰水期

枯水期


水体中的总悬浮物(TSM)是指不溶于水中的固体物质,包括由浮游动植物、微生物和有机碎屑等组成的有机物和由无机碎屑、泥沙、黏土等组成的无机物。

TSM是评价湖泊水质的一个重要指标,其浓度大小直接影响到水体透明度等光学特性,从而影响到水生生物的生长以及水体的初级生产力。

鄱阳湖水体总悬浮物(TSM)浓度遥感监测专题图所用的数据源为2021715日和1227日欧空局Sentinel-2影像。遥感影像经过几何校正、辐射定标、大气校正、模型运算(反演模型是基于20158月、201510月、20167月的实测TSM数据和同时期Sentinel-2影像B7波段遥感反射率建立的线性回归模型)等过程处理,实现对鄱阳湖2021年丰水期和枯水期TSM浓度的遥感反演估算。

20217月鄱阳湖丰水期TSM专题图得出,其值范围为0.82~215.5mg/L,平均值为31.1 mgL;此时鄱阳湖正值夏季,处于丰水期,水位升高,湖面范围大,流速较缓,TSM浓度总体较低,浓度值较高的区域为松门山附近水域以及赣江入湖三角洲前缘。

202112月鄱阳湖枯水期TSM专题图得出,其值范围为2.35~276.4mglL,平均值为73.6 mgL。鄱阳湖冬季处于枯水期,水位下降,湖面缩小,洲滩外露,TSM浓度空间分布为中央主河道区域低,浓度较高的区域为主湖区因水位降低而显露出的子湖泊及湖泊流域近岸。