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血吸虫病是严重危害人类健康的媒介型传染疾病,作为其唯一的中间宿主,钉螺生存环境特征的准确获取,对于制定灭螺措施、进行有效的血吸虫病防控具有重要价值。日臻成熟的遥感技术具有探测范围广、不受地面条件约束等特点,可为钉螺环境特征的长时间动态监测提供区别于传统地面查螺方式的丰富数据源支持,在近年来成为广泛关注的热点。然而,由于钉螺的生长受多种环境因素的直接影响,哪些是钉螺孳生关联要素,如何将多源遥感资料用于这些关联要素反演,如何定量化挖掘钉螺与环境要素之间的时空关系,构建实用性强的钉螺预测模型,还有待通过进一步的研究和实践来完善,从而真正发挥遥感在血吸虫病防控研究中的作用。 本文面向提升对血吸虫病这一重大传染性疾病的遥感监测能力,以我国洞庭湖地区为主要研究区域,从血吸虫病中间宿主钉螺入手,引入模糊信息论这一突破经典数学的革命性崭新学科,融合当前多源遥感数据及产品,以及先进的定量遥感技术和空间研究方面的技术积累,开展基于模糊信息论的钉螺遥感监测模型建模研究,为血吸虫病防控提供理论基础和技术支持。具体的研究成果如下: (1)利用多源遥感数据实现钉螺孳生的环境要素全面系统的反演:本研究将尽可能全面考虑利用遥感技术能够反演的所有钉螺孳生环境特征,引入更丰富的遥感数据源,在当前广泛使用的LandsatTM/ETM+数据和MODIS数据的基础上,引入ASTERDEM和ENVISATASAR数据,并基于当前成熟的遥感反演算法,获得了影响钉螺孳生环境特征(主要包括水分、温度、植被、土壤、地形等5类环境特征)的相关遥感参数。 (2)提出了遥感反演环境特征参数对钉螺孳生适宜度分析方法:提出了建立各个环境特征参数对钉螺孳生适宜度的定量关系——隶属度函数,在统计分析钉螺的栖息习性及对环境的适应性的基础上,基于T-S模糊神经网络,分别建立了植被指数、地表温度、穗帽变换亮度分量/土壤湿度、土壤水分、距离水体距离、高程等7种遥感参数对钉螺孳生适宜度的隶属度函数。 (3)构建了基于T-S模糊理论的钉螺遥感监测定量模型:为了解决当前钉螺遥感监测以定性分析为主,缺乏定量模型的问题,基于T-S模糊理论,不断引入影响钉螺孳生的遥感参数,通过参数辨识和结构辨识,确定了模型的输入参数、模糊规则和最优的定量化表达关系,建立了一个能够定量化表达的钉螺遥感监测模型。 (4)针对洞庭湖地区的钉螺孳生环境预测及验证:针对洞庭湖地区,将本文建立的钉螺遥感监测模型与传统的多元线性回归方法和“冬陆夏水”方法的预测结果做比较分析,结果表明:无论是对钉螺分布地理位置的预测,还是对钉螺密度的预测,本文建立的钉螺遥感监测模型均明显优于上述两种方法。