学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ArcGIS Server的农区水质遥感反演信息系统构建研究

作　者: 胡若婧
导　师: 潘剑君
学　校: 南京农业大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 农区水体遥感反演叶绿素a WebGIS 水质监测 ArcGIS Server
分类号: S127
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

农区水体是影响我国农业生产的重要水资源之一。随着我国经济的高速增长,城市化进程突飞猛进,农业生产区域内各种污染加重,农业生产受到严重影响,农产品质量下降,最终导致人民健康受到危害。所以及时地了解农区水体受污染的情况,对于农区水体的治理以及农产品生产的安全性保障至关重要。农区水体存在着分布广泛、单个面积小、深度浅、流动性差等特点,这些特点使污染监测工作变得复杂。传统的污染监测需要经过采水样、测水质指标等步骤,容易受人力、物力、水文条件的限制。遥感技术作为这几年来发展起来的新技术,已经越来越多的被运用于环境监测中了。遥感技术具有实时、高效、持久、数据量大、观测范围广等优点,在农区水体的监测中可以发挥重要作用。所以,遥感监测已经成为农区水体污染监测和动态时空变化分析的重要技术方法。农区水体的遥感监测主要是通过在被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱反射特征,在某个特定波长区间形成强烈的吸收或反射。农区水体污染监测的水质参数有多种,目前在遥感反演方程研究方面比较成熟的是叶绿素a、悬浮物和透明度。以一个水质参数的遥感反演方程为基础,通过WebGIS系统的建立可以实现反演监测在分布式计算机上的统一运行；另外,通过结合GIS环境监测的-般性功能,如水体分布图、监测采样点分布图的添加,使遥感监测变得更加直观简便;同时,对于日后其他地区不同环境的水体监测,只需要修改系统中的反演方程参数,有着较高的可移植性。本文讨论了监测区江苏省溧水县农区水体的特点,通过比较适用性后选定了中巴卫星作为反演遥感影像,并且设计了水质参数测定的采样路线,完成遥感反演水质参数的实验测定,得到了研究区的叶绿素a、悬浮物和透明度。通过对溧水农区水体水质参数与同一时期中巴资源卫星影像的灰度值特征之间相关度方程的探究,获得了每水质最佳的反演方程(选取R2最大值)：(1)叶绿素a最佳方程为y=-O.292x+8.908(R2=0.869)；(2)悬浮物最佳方程为：y=-0.236x3+0.464x2-0.446x+2.068(R2=0.857)；(3)透明度最佳方程为：y=-66.722x3+352.264x2-556.504x+325.807(R2=0.907)。其中叶绿素a的反演方程说明了只需要一次线性方程便可以很好的进行反演,而悬浮物与透明度方程在所研究的几类方程中显示的关系是R2随着方程次数增高而增大。这两点可以作为以后的进一步研究的基础。在取得遥感基础数据后选取ArcGIS Server为平台,建立了以溧水遥感反演方程为算法基础的农区水质遥感反演信息系统。本文研究得出采用中巴资源卫星影像通过建立反演模型对江苏溧水县的农区水体污染管理是非常有效的,主要优势在于：(1)反演方程达到了比较高的精度,满足了计算机模型算法的可行性；(2)采用ArcGIS Server平台开发的系统,可以有效的管理水资源,并且实现了一平台多用途,给遥感反演结合了其他图层资源,达到可以综合分析的目的；(3)WebGIS系统的引入可以使得即使非GIS、遥感专业人员也可以利用GIS手段进行环境管理；(4)WebGIS的B／S模式,使得数据和软件的分离,解决了数据的保密性,便捷一般性用户的使用,用户从此不用在客户端安装庞大的系统。(5)系统的后台算法实现机理使得系统可以通过修改反演模型来适合其他区域的遥感监测反演,有较高的移植性。

全文目录

摘要 8-10ABSTRACT 10-12第一章绪论 12-26 1.1 农区水质遥感监测的意义 12-14 1.1.1 水质污染监测对于农业生产的重要性 12-13 1.1.2 遥感监测技术用于水体污染监测的优势 13-14 1.2 国内外的相关研究进展 14-24 1.2.1 农业污染与水体污染的监测 14-15 1.2.2 遥感反演的发展历程及其在农业方面的应用 15-20 1.2.3 GIS系统在环境监测中的应用 20-23 1.2.4 国内外研究总结以及对本次研究的启发 23-24 1.3 研究内容与方法 24-26 1.3.1 研究内容 24 1.3.2 研究方法与技术路线 24-26第二章遥感反演系统的数据获取和技术探讨 26-50 2.1 遥感反演系统的数据获取 26-41 2.1.1 研究区概况和水体分布特点 26-30 2.1.2 中巴资源卫星及其影像适用性探讨 30-34 2.1.3 水质参数测量的采样方案设计 34-37 2.1.4 水质参数的测定 37-39 2.1.5 水质参数实验结果 39-41 2.2 遥感反演系统的技术探讨 41-50 2.2.1 WebGIS平台的比较与选取 41-46 2.2.2 VC与Matlab混合编程的方法 46-48 2.2.3 DLL技术 48-49 2.2.4 Silverlight与GIS的结合 49-50第三章遥感反演系统的数学基础和技术基础 50-60 3.1 遥感反演系统的数学基础 50-57 3.1.1 溧水农区水质遥感反演方程的建立 50 3.1.2 水质遥感反演验证方程的生成 50-56 3.1.3 遥感反演的精度与误差分析 56-57 3.2 遥感方程在系统中的技术实现研究 57-60 3.2.1 水质遥感反演方程代码实现原理探讨 57-58 3.2.2 维护与更新的分析 58-60第四章农区水质遥感反演系统的设计与实现 60-80 4.1 系统总体设计 60-61 4.1.1 系统构建目标 60 4.1.2 系统的开发设计原则 60-61 4.2 水体监测信息系统的建设与实施 61-63 4.2.1 系统开发平台的搭建 61 4.2.2 系统总体框架 61-62 4.2.3 系统的技术路线 62-63 4.2.4 系统数据组织与存放 63 4.3 系统GIS框架实现 63-70 4.3.1 客户层实现 63-65 4.3.2 Web视图层的实现 65-66 4.3.3 WebGIS应用服务层的实现 66-69 4.3.4 数据库层的实现 69-70 4.4 系统功能实现 70-80 4.4.1 GIS地图基本操作模块 75-76 4.4.2 环境监测模块 76-78 4.4.3 污染源管理模块 78 4.4.4 专题图模块 78-80第五章全文结论 80-82 5.1 主要结论 80-81 5.2 本研究创新与不足 81-82 5.2.1 创新之处 81 5.2.2 不足之处 81 5.2.3 对本研究未来的展望 81-82参考文献 82-86致谢 86-87

基于ArcGIS Server的农区水质遥感反演信息系统构建研究

内容摘要

全文目录

相似论文