上海滩附近的悬浮泥沙浓度遥感分析(开题报告)

毕业论文（设计）开题报告

题目：上海滩附近的悬浮泥沙浓度遥感分析学院：海洋科学与技术学院

学生姓名：

专业：海洋技术

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指导教师：

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年月日

毕业论文（设计）开题报告

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1、国内外研究动态

国外学者在海洋水色遥感方面的研究大致可以分为以下几个方面：

遥感数据的定性应用，这个阶段，遥感技术开始应用于海洋监测，但技术并不是很成熟，限于定性的分析。2004年，Kale等利用LANDSATI(ERTS1) MSS数据对Delaware Bay的海岸植被、土地利用等进行解译，并提出用对数统计模型来探测海湾悬浮泥沙浓度的方法[1]。Holler (2008)在研究实测光谱数据与同步悬浮泥沙浓度数据基础上，发现两者之间相关性高，因此，提出了利用遥感数据来监测悬浮泥沙的想法[2]。

Calnter(2001)在研究澳大利亚东南部实测数据的基础上，证明了利用LANDSAT多光谱遥感数据构建多重线性模型来预测悬浮物浓度、叶绿素浓度的可行性[3]。

统计回归经验模型是海洋水色反演最常用的算法，敏感波段及波段组合的选择，回归模型的选择，是学者们研究的重点。Philpot等(2001)研究发现陆地卫星LANDSATMSS 数据的第5波段和TM数据的第3波段对悬浮泥沙浓度变化最为敏感[4]。Tassan等(1994)基于地中海夏季Gulf of Naples实测数据，提出反演海岸带水体中悬浮泥沙、浮游植物和黄色物质吸收系数的模型，并利用Sea WiFS数据进行反演[5]。Froidefond等(2002)研究认为SPOT影像的第二波段为敏感波段，并建立了一种指数关系式来反演估算法属Guiana海岸的悬浮泥沙浓度[6]。Doxaran等(2002)在实测高浑浊水体法国Gironde河口光谱特性基础上，建立了经验关系式来反演悬浮泥沙浓度，研究表明近红外波段与泥沙浓度相关性差，而近红外波段与可见光波段的比值组合与泥沙浓度相关性高，它认为波段比值可以减少光照条件和泥沙物理性质等外界因素对模型建立的影响[7]。

V olpe等(2011)提出一种简化的辐射传输模型来反演泥沙浓度，该模型基于交叉验证方法和引导技术确定模型参数，并将该模型应用于Venice咸水湖[8]。Nina等(2012)提出了基于先验知识的遥感逼近模型来反演洪水状态下河流中的泥沙浓度，该模型利用光学理论以及辐射传输理论，模型精度良好[9]。

近些年来，随着水色遥感的不断发展，理论研究的不断深入，遥感反演的模型正越来越多样化。唐军武等(2010)在黄东海海域，根据现场实测数据，分别建立了反演水色三要素(悬浮泥沙、叶绿素和黄色物质)的统计反演模型和神经网络模型，研究表明神经网络模型同时反演三要素精度低于经验统计模型，而单独反演其中一种要素精度要高于经验统计模型[10]。丛王福等(2009)利用TM数据建立了大连湾海域悬浮泥沙神经网络反演算法，结果表明神经网络算法相比于传统的统计回归算法要好[11]。高中灵(2006)在台湾海峡建立MERIS数据反演悬浮泥沙和叶绿素浓度模型，结果显示采用R510，R490与R560比值波段的统计分析算法反演精度要好于神经网络模型和半分析模型[12]。许大力等

(2012)对国内外遥感反演模型进行研究，通过分析对比，提出目前反演模型的不足和见解[13]。

除了以上几方面的研究以外，固有光学量、垂向等研究也逐渐增多。何青等(1999)在长江口海域，利用多时相TM遥感数据反演悬浮泥沙浓度，研究了该海域泥沙分布情况以及动态变化规律，并且研究分析泥沙浓度的纵向分布规律[14]。王芳等(2007)将粒径因素考虑到悬浮泥沙浓度模型的建立中，建立了用粒径的反射率共同反演泥沙浓度的主成分和神经网络模型，并对两种模型反演精度进行比较，还分析了粒径对反演精度的影响[15]。崔廷伟等(2008)在渤海近岸海域，利用实测数据，建立了后向散射系数与悬浮泥沙浓度之间的经验反演模型[16]。

2、选题依据

遥感技术与海洋科学的交叉、结合发展称为海洋水色遥感，是指利用遥感技术监测海洋及海岸带中各种现象以及变化的方法，涉及海洋表面温度、环流、组成物质、环境变化等多个领域。与传统海洋研究的方法相比，遥感技术具有明显优势。

近岸水域的悬浮泥沙时空变异尺度往往较大，然而，传统的悬浮泥沙浓度调查监测依赖海上作业船只进行，调查范围分散，速度慢、效率低，在空间详细度和时间频率方面已经逐渐无法满足越来越高的监测要求。不断进步与发展的遥感技术正好可以克服这些问题，它可以快速对海域悬浮泥沙进行大面积、实时、连续、密集地探测，并且有助于更快更好的实现对悬浮泥沙的分布情况和动态变化的分析。因此，遥感方法成为大尺度水体悬浮泥沙监测的重要方式。

3、选题意义

上海滩是我国海岸带研究的重点，拥有重要的区位条件，是我国的重要对外贸易区，重要的运输枢纽。研究该区域的悬浮泥沙分布情况，可以指导区域社会经济活动，实现合理利用海洋资源，减少海洋环境问题等目的。

近岸海域与我们的生产生活息息相关，悬浮泥沙浓度又对其水质、环境、工程建设等有重要影响，是复杂二类水体的重要指标之一。研究其含量有助于了解研究区的水体环境以及变化情况，并对今后的开发建设有指导意义。

遥感技术应用于悬浮泥沙浓度研究具有空间尺度大、周期短、效率高等优势，可以有效地监测悬浮泥沙情况，多期数据的对比分析，还可以研究泥沙浓度的动态变化，具有十分重要的应用价值。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

基本内容：本论文主要通过查找文献资料和实地测量数据，归纳总结所测数据进行数据分析与处理，并利用遥感相关的软件绘出光谱曲线图，能充分了解目前上海滩附近悬浮泥沙分布特性。

拟解决的主要问题：

1、用遥感监测悬浮泥沙原理。

2、遥感监测悬浮泥沙的国内外研究进展。

3、上海滩附近悬浮泥沙分布以及有何特征。

4、通过观测结果上海滩附近具体情况提出建议。

5、通过这个研究体现遥感技术在悬浮泥沙观测上的优势与不足。

三、研究步骤、方法及措施：

1、利用学校图书馆，查找相关文献资料，做好相应的摘录笔记；

2、整理所得材料，并和指导老师讨论相关但较难懂的论文，写好文献综述；

3、在材料准备充分的前提下，列出论文的提纲；

4、着手论文的撰写以及论文的修改。