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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 3S技术在湖泊湿地的研究动态4

1.3 湖泊湿地演化的研究动态5

1.4 遥感水质监测的研究动态7

1.4.1 叶绿素a遥感监测的研究动态8

1.4.2 悬浮物遥感监测的研究动态9

1.4.3 其他水质参数遥感监测的研究动态10

1.5 遥感技术评价湖泊营养状态的研究动态11

参考文献11

第2章 研究区概况、样品采集测试及遥感数据处理方法17

2.1 研究区概况17

2.1.1 地理位置及其形态概况17

2.1.2 流域灌排系统概况18

2.1.3 研究区气候特征19

2.1.4 入湖水量与河套灌区引水的关系21

2.2 采样点布置与样品测试方法22

2.2.1 采样点布置22

2.2.2 样品采集和测试方法23

2.3 Landsat影像及预处理方法24

2.3.1 Landsat影像描述24

2.3.2 几何纠正26

2.3.3 辐射定标26

2.3.4 大气校正27

2.3.5 水体提取28

参考文献30

第3章 乌梁素海水环境污染现状分析32

3.1 入湖干渠现状及污染负荷分析32

3.2 乌梁素海水体污染现状分析35

3.2.1 插值方法的对比与选择35

3.2.2 水质参数插值分析与讨论40

3.3 湖面污染定量分析47

3.4 结论与讨论49

参考文献50

第4章 基于GIS的乌梁素海水环境管理评价信息系统研究51

4.1 系统总体设计方案51

4.1.1 软件的选择及应用51

4.1.2 系统技术实施路线52

4.1.3 总体设计的基本原则52

4.1.4 总体功能设计53

4.1.5 系统集成53

4.2 系统的开发与实现54

4.2.1 系统开发环境54

4.2.2 系统界面设计54

4.2.3 规范模块68

4.2.4 帮助模块68

4.3 系统的发布与应用69

4.3.1 系统的打包及发布69

4.3.2 系统的应用69

4.4 结论与讨论81

参考文献81

第5章 基于3S技术的乌梁素海近150年来的演化研究83

5.1 地理环境的变迁83

5.1.1 黄河的改道83

5.1.2 乌梁素海的形成与发展83

5.2 湿地演变的遥感解译87

5.3 面积萎缩与沼泽化分析91

5.4 延缓湖泊沼泽化的主要措施96

5.5 结论与讨论97

参考文献97

第6章 乌梁素海水色及水深遥感反演99

6.1 水色遥感的理论基础及物理特征99

6.1.1 水色遥感的物理特征99

6.1.2 乌梁素海水色特征99

6.2 悬浮固体遥感原理100

6.2.1 水体提取101

6.2.2 水体及背景地物的光谱特征分析101

6.3 用光谱混合分析法计算悬浮固体浓度102

6.3.1 地物反射波谱特征102

6.3.2 多光谱混合分析法104

6.3.3 乌梁素海悬浮物浓度的计算106

6.4 乌梁素海水深数据提取及反演110

6.4.1 遥感推测水深的基本原理110

6.4.2 研究水域的裁取111

6.4.3 水深遥感模式的建立111

6.4.4 水深数据的反演结果112

6.4.5 实测等深线图与计算等深线图比较与分析114

6.5 结论与讨论117

参考文献118

第7章 基于径向基人工神经网络的乌梁素海水质遥感反演模型120

7.1 湖泊水质遥感监测理论与方法120

7.1.1 湖泊水质遥感监测的原理120

7.1.2 湖泊水质遥感监测指标122

7.1.3 湖泊水质遥感监测方法123

7.1.4 湖泊水质遥感监测的数据源125

7.2 径向基人工神经网络理论与方法127

7.2.1 径向基人工神经网络的网络结构127

7.2.2 径向基神经网络的计算原理128

7.2.3 径向基神经网络在MATLAB中的实现130

7.3 湖泊水质指标敏感波段及波段组合的选择131

7.3.1 实测光谱数据与水质指标特征波段的敏感性分析132

7.3.2 TM波段数据的水质指标特征波段的敏感性分析136

7.4 湖泊水质遥感RBF人工神经网络构建139

7.4.1 对原始数据进行规一化处理141

7.4.2 训练样本和验证样本的划分141

7.4.3 建立RBF神经网络141

7.4.4 网络仿真和反规一化处理143

7.5 湖泊水质遥感RBF人工神经网络模型的精度分析143

7.6 湖泊水质遥感RBF人工神经网络模型的应用145

7.7 结论与讨论153

参考文献153

第8章 基于实测水质数据与反演水质的湖泊富营养化状态的模糊模式识别155

8.1 湖泊富营养化状态模糊模式识别理论155

8.1.1 湖泊富营养化评价方法155

8.1.2 模糊模式识别理论的发展155

8.1.3 模糊模式识别交叉迭代模型156

8.2 湖泊水质数据异常值检验和统计特征分析158

8.3 湖泊富营养化状态的模糊模式识别160

8.3.1 识别指标标准特征值矩阵Y和特征值矩阵X的构建160

8.3.2 富营养化等级的模糊模式识别161

8.4 模糊模式识别结果与实际情况的对比分析验证164

8.4.1 湖泊水质监测结果分析164

8.4.2 水质监测结果与富营养化状态识别结果对比分析验证167

8.5 基于水质遥感反演的湖泊富营养化状况的模糊模式识别168

8.5.1 遥感反演的湖泊区富营养化状态的模糊模式识别168

8.5.2 富营养化状态识别结果分析170

8.6 结论与讨论173

参考文献174

附录175