水質(zhì)遙感及其在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院鄧孺孺1.水質(zhì)遙感的優(yōu)勢(shì)與必要性2.水質(zhì)遙感原理與遙感模型3.關(guān)鍵技術(shù)4.主要反演參數(shù)的環(huán)境意義5.水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)及其在河長(zhǎng)制中的應(yīng)用6.總結(jié)與討論·

隨著工業(yè)某省市化的高速增長(zhǎng)，全國(guó)水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，很多地方已出現(xiàn)嚴(yán)重的水質(zhì)性缺水·

南方河、庫(kù)眾多，分布范圍廣；且大多數(shù)位于山區(qū)，用已有的手段難以進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)·

不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)河、湖、庫(kù)污染情況是造成水環(huán)境污染得不到及時(shí)整治的主要原因之一?！?/p>

區(qū)域水環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)已成為水環(huán)境保護(hù)、污染治理的瓶頸1..衛(wèi)星遙感技術(shù)在大區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面具有極大的潛在效能.

可對(duì)大范圍的河、湖、庫(kù)水質(zhì)同時(shí)進(jìn)行反演–在極短時(shí)間內(nèi)大范圍地獲取地面的數(shù)據(jù)–可對(duì)大范圍的水體的水質(zhì)情況同時(shí)進(jìn)行遙感反演.

反演結(jié)果具有很好的同步性；.

建立適當(dāng)遙感模型后可進(jìn)行定量反演–多波段、高空間分辨率，信息量豐富,具備了定量反演的基礎(chǔ)–建立適當(dāng)遙感模型后可對(duì)主要水質(zhì)成分進(jìn)行定量反演.

便于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)–地重復(fù)覆蓋地球表面，可以方便地某省市范圍內(nèi)的

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。.

費(fèi)用遠(yuǎn)低于常規(guī)手段監(jiān)測(cè)2.1水質(zhì)遙感原理>水體光譜組成>雜質(zhì)對(duì)水體光譜的影響>污染水體光譜的數(shù)學(xué)模型θ水底θS水面太陽(yáng)直射光天空散射光圖1.

污染物使水體的吸收率和散射率發(fā)生變化，且不同雜質(zhì)對(duì)吸收率的改變不同;

同種污染物對(duì)水體吸收率在不

同的波段改變也是不一樣–

耗氧性有機(jī)物合水體的吸收率增大–

水中懸浮泥沙

使水散射率顯著增大–

葉綠素使可見波段吸收率增大、紅外波段反射率增高.多數(shù)污染物的濃度與水體散射光譜有確定的函數(shù)關(guān)系.出水反射率：R(λ)

=

4

)β)

[1

-

e

-(a+β)μH

]+

R

e

(|（

(.

水深較大時(shí)：R

(λ)

=

4μ(a

h

(

)D

β

).β=

βw

+

Dsβs

+

Dchβch

+

Duβu

，βw

、βs、βch、βu

分別為水、泥沙、葉綠素

和污染物的散射系數(shù)

，Dch、D、u

Ds

分別為葉綠素濃度、污染綜

合濃度和泥沙渾濁度.

a=

aw

+

Dsas

+

Dchach

+

Duau

為水體吸收系數(shù)，aw

、as

、ach、au

分別為水、泥沙、葉綠素和污染物的吸收系數(shù)uuhwβcPuD

chuβuD

s(θββcuau+

DchPsD

chD

sD

sPw1+-a+β)Hμ(aβ'(b1)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的輻射定標(biāo)與輻射糾正2)

衛(wèi)星數(shù)據(jù)的大氣糾正3)水體與主要水質(zhì)參數(shù)的精確測(cè)量4)主要水質(zhì)參數(shù)的定量提取y

=

1.1276xy=

1

0714x

+

0

4841.

.R2

=

0.84270.000

10.000

20.00030.000

40.000計(jì)算綜合濃度0.000

10.00020.000

30.000

40.000綜合濃度計(jì)算值2002年9月4日計(jì)算綜合濃度與測(cè)量值對(duì)比2003年11月20日綜合濃度計(jì)算值與測(cè)量值對(duì)比40302010050403020100測(cè)量綜合濃度R2

=

0.7774綜合濃度測(cè)量值y

=

1.1276xR2

=

0.7774y

=

0.986x.000

10.00020.000

30.000

40.000計(jì)算COD0.000

10.000

20.00030.000

40.000計(jì)算COD2002年9月4日計(jì)算COD與測(cè)量值對(duì)比403530252015105

0

0.2003年1月10日計(jì)算COD與測(cè)量值對(duì)比4035302520151050R2

=

0

9215

測(cè)量COD測(cè)量COD主要反演參數(shù)：葉綠素有機(jī)污染物葉綠素為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)催生，為間接產(chǎn)物，多分布于近岸、水流和緩處，空間上濃度變有機(jī)污染物為污染直接產(chǎn)物，

空間上濃度變化大，分布與污染源關(guān)系密切5.水環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)及其在河長(zhǎng)制中的應(yīng)用

某省市為例5.1水污染空間分布監(jiān)測(cè)5.2

污染源監(jiān)測(cè)5.3

黑臭水體監(jiān)測(cè)5.4

區(qū)域水環(huán)境動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)4.1流域水污染空間分布監(jiān)測(cè)珠江三角洲

2018年1月17日CODMn珠三角河網(wǎng)西

江北

江東

江·

識(shí)別污染源，確定污染源空間位置·

污染源規(guī)模和影響范圍東

江暗渠排污口4km20某省市梅排污口粵東-韓江流域_20191019-哨兵粵西-西江污染源_20190929·

有機(jī)污染物和黑臭水體高度相關(guān)·高濃度機(jī)污染物水體即為黑臭水體4.4

區(qū)域水環(huán)境動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)·

新豐江水庫(kù)天際變化分析·

中上游河流天際變化分析·

中游河流天際變化分析2009年11月04日2009年11月02日2009年11月24日·該河段短期內(nèi)各河段污染濃度極為相似·輕、重污染何段位置穩(wěn)定·反映污染源極為穩(wěn)定，短期內(nèi)變化小(a)2018.1.17(b)2018.10.29中上游河流年際變化分析中游河流年際變化分析中下游河流年際變化分析下游河流年際變化分析2012年9月30日2013年11月25日2009年11月2日2012年5月23日2011年2月8日中下游河流1.水質(zhì)遙感是切實(shí)可行的2.除水質(zhì)遙感模型外，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的輻射定標(biāo)、大氣糾正和主要水質(zhì)成分光學(xué)參數(shù)的精確測(cè)量是水質(zhì)遙感的關(guān)鍵其中反演結(jié)果精度主要取決于大氣糾正精度，消除水汽的影響最為重要是3

有機(jī)污染物濃度

(COD)是最有價(jià)值的反演參數(shù)·可以很反映污染水體空間分布特征·

可以反映大、

中型污染源·便于對(duì)區(qū)域水環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)─可為河長(zhǎng)制的高效實(shí)施提供重要信息支撐·常規(guī)取樣分析--精確，可做到不錯(cuò)·儀器在線監(jiān)測(cè)--時(shí)間上連續(xù)，可做到不斷·水質(zhì)遙感--空間上連續(xù)，可做到不漏·與常規(guī)監(jiān)測(cè)和在儀器線監(jiān)測(cè)具有很好的互補(bǔ)性，三者結(jié)合可以大大提高區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測(cè)的效能·遙感技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展一日千里，且以我國(guó)為首 最有意義的兩項(xiàng)技術(shù)：-

高光譜、超光譜遙感--實(shí)現(xiàn)多水質(zhì)參數(shù)、高精度遙感反演>

可望反演的參數(shù)：

水中微生物、光活性重金屬-

高空間分辨率的凝聚式衛(wèi)星觀測(cè)--實(shí)現(xiàn)大范圍不間斷監(jiān)測(cè)·兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合將使水環(huán)境遙感可對(duì)水質(zhì)分布、污染源等進(jìn)行大區(qū)域、不間斷監(jiān)測(cè)，可很好應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，對(duì)水安全和水環(huán)境保護(hù)具有巨大的意義鄧孺孺中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院謝謝！智慧政務(wù)解決方案微信（掃第1個(gè)碼）每日分享智慧政務(wù)領(lǐng)域高質(zhì)量專業(yè)的解決方案，內(nèi)容囊括某省市、數(shù)字政某省市大腦、一網(wǎng)統(tǒng)管、社會(huì)治理、某省市、一某著名企業(yè)辦、政務(wù)服務(wù)、智慧園區(qū)、智慧社區(qū)、數(shù)字鄉(xiāng)村、智慧林業(yè)、智慧公安、智慧政法、智慧監(jiān)獄、智慧文化建設(shè)、智慧水務(wù)、智慧水利、智慧管廊、智慧城管、智慧應(yīng)急、智慧消防、智慧人防、數(shù)據(jù)要素、政務(wù)大數(shù)據(jù)、政務(wù)云、國(guó)產(chǎn)信創(chuàng)等領(lǐng)域，共享行業(yè)售前方案、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)方案和項(xiàng)目信息等。資料匯總，實(shí)時(shí)更新（掃第2個(gè)碼）可獲取【智慧政務(wù)解決方案】知識(shí)星球資料