水体监测方法

1、水体监测方法摘要：本文主要通过对近年来学者提出的水体监测方法进行了一个简单的总结，主要阐述了 利用遥感影像进行水体监测和利用水体监测系统进行水体监测这两种方法。最后比较了这两种 方法各自的优点和需要提升之处。关键词：水体监测；遥感影像；水体监测系统1引言水体是水汇集的场所，不仅包括水，也包括水中的悬浮物、底泥和水生生物。 水体又称水域。由地球表面上的各种水体，如海洋、河流、湖泊、水库以及埋在 土壤岩石空隙中的地下水构成了地球上的水环境。按水体所处的位置，可粗略地 将其分为地面水水体、地下水水体和海洋等三类。作为地球表层三大地物（水、 土壤、植物）之一，水既是人类生存和发展的最基本资源，又是影响

2、全球气候变 化的最活跃因子之一1。由此可知水是十分重要的资源。是人赖以生存的基本要素，综合利用水资源， 要以各类“标准”评价水质，水质监测工作是确定水中某些指标的含量水平，水 体监测是为评价服务的，是确定功能服务的。水体监测系统是处理、管理和分析 水体及其生态环境间相互制约、相互作用、相互藕合的关系、为相关决策的制定 提供科学依据。随着环境污染的加剧，人们倍加关注日趋严重的环境问题。面对 当今水体污染的严峻形势，迫切需要开展水体环境以及生态效应等方面的综合评 价研究，构建水体监测系统的工作更显重要。2水体监测方法2.1利用遥感影像进行水体监测随着遥感技术的不断发展。各种高精度的卫星图像数据产品

3、近年来得到了广 泛应用，利用卫星图像提取陆地表面的各种水体信息。成为开展水资源调查、洪 涝灾害评估、生态环境监测等方面研究的重要依据。2.1.1单波段或多波段阈值法单波段或多波段阈值法主要是根据遥感图像中不同地物之间的灰度值的差 异，选择一个或多个能够较好地反映水体和其他地物边界的波段并确定阈值，从 而将水体提取出来。2.1.2 NDVI 方法利用MODIS数据第1波段和第2波段的地表反射率组成归一化植被指数来对MODIS图像进行水体提取。其计算公式为：I =（R -R ）/（R +R ），其中RNDVI CH2 CH1CH2 CH1CH1是MODIS数据第1波段的地表反射率。Rch2为MOD

4、IS数据第2波段的地表反射率。 在生成的NDVI图像中，水体的Indvi值为负值，而植被、土壤的Indvi值则较高，一 般为正值。这样很容易将水体和植被、土壤区分出来，其物理意义非常明显。2.1.3谱间关系法谱间关系法是根据水体与植被、城市、土壤等背景地物的波谱曲线之间的差 异和变化规律。用逻辑判别式将不同波段之间的关系表达出来，进而提取水体。 该方法和传统NDVI方法相比，该方法能够更加快速准确地提取水体像元。2.1.4水体指数法水体指数法主要是根据水体的光谱特征，选取与水体识别关系密切的多个波 段，利用水体与遥感光谱值之间的映射关系来构建水体指数，从而实现水体信息 的提取。其计算公式为：I

5、 =（R -R）/（R +R ），其中R是MODIS数据第2NDWI CH4 CH2CH4 CH2CH2波段的地表反射率。RCH4为MODIS数据第4波段的地表反射率。水体指数法是目前最受关注的水体识别方法，综合利用各种水体指数和波段 特征来提取水体信息。可有效排除其他地物的干扰，显著提高了水体监测的精度。 从而为大范围的水资源与水环境动态监测迅速提供可靠的数据。2.2利用水体监测系统进行水体监测水体监测系统是处理、管理和分析水体及其生态环境间相互制约、相互作用、 相互藕合的关系，为相关决策的制定提供科学依据。水体监测系统以空间信息技 术为支持，数据库技术为基础平台，在综合研究自然地理与生态环

6、境、社会经济 发展等因素的基础上，提取与水体时空分布密切相关的多源信息，建立水体监测 数据库和水体监测系统，实现水资源管理信息化，使水资源开发利用、水利工程 管理等建立在及时、准确、科学的信息基础之上，更好地为水体可持续发展服务。在水体监测系统中，主要采取面向对象软件设计思想，利用网络数据库技术、 网络GIS技术等，设计水体监测系统。3结语与讨论3.1利用遥感影像进行水体监测的优缺点利用遥感影像得到的MODIS数据可快速有效地提取水体信息。适用于判识区 域内较大面积的水体现状与变化情况。结合上诉方法综合利用多种水体指数，并 结合实际地物的反射特性，将有助于排除图像中各种非水体像元的干扰，提取出

7、 真正的水体信息。MODIS数据的不足之处在于其各个波段的空间分辨率最高仅有250m，在遥感 图像中难以识别中小型河流和池塘等面积较小的水体信息。3.2利用水体监测系统进行水体监测的优缺点随着计算机、遥感技术及地理信息系统的理论和技术在环境监测中应用的日 益成熟，地理信息系统强大的空间分析功能和空间数据库管理优势将通过计算机 这种先进的工具充分发挥出来，为水体评价，合理开发利用与预测提供了极大的 便利条件。通过水体监测系统的建设，本系统初步实现了对空间数据和属性数据 的管理与专业分析。水体监测系统的不足之处，系统还停留在水体监测信息系统的层次上，还需 要扩充专业理论模型的研究，建立模型库（包括基础模型和决策分析模型），把应 用提升到包括水体环境的规划、预测、评价、管理、决策、立法和监督等诸多方 面的信息的决策支持系统这个层面上，即水体环境管理决策支持系统。参考文献：曾开祥，董文，陶迎春,陈秀万，余涛.陆面水体监测中卫星遥感数据适宜性评价方法研究. 中国航天.2013,5都昌杰，赵承杰.对水体监测的几点看法.黑龙江省环境