【摘 要】
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水是生命之源,而湖泊是内陆水体十分重要的组成部分。随着城市湖泊水污染问题的日渐严重,水质监测已成为城市生态文明建设和社会经济可持续发展亟须解决的重要问题。常规的水质监测方法不能满足实时、大范围、大尺度的水质评价及监测要求,而卫星遥感手段能够进行大范围动态变化和分布的水质监测,可弥补传统观测方法的不足。因此,选择高时空分辨率的卫星遥感数据,利用多源遥感数据的优势互补,能有效地提高湖泊水质遥感监测能力
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水是生命之源,而湖泊是内陆水体十分重要的组成部分。随着城市湖泊水污染问题的日渐严重,水质监测已成为城市生态文明建设和社会经济可持续发展亟须解决的重要问题。常规的水质监测方法不能满足实时、大范围、大尺度的水质评价及监测要求,而卫星遥感手段能够进行大范围动态变化和分布的水质监测,可弥补传统观测方法的不足。因此,选择高时空分辨率的卫星遥感数据,利用多源遥感数据的优势互补,能有效地提高湖泊水质遥感监测能力。本研究以2019年第七届世界军人运动会（以下简称“军运会”）涉赛湖泊——梁子湖和东湖为研究区,基于星地联合手段,以Landsat以及Sentinel系列多源卫星遥感数据为依据,结合现场实测数据,建立了浊度和叶绿素a浓度的反演模型,并对梁子湖和东湖进行长时序水质监测,得到了2000到2019年梁子湖和东湖水质分布状况及变化规律,同时分析了梁子湖和东湖水质在武汉军运会期间（2019年10月18日至27日）的变化情况,以长时序和短时序的角度全方位地评估了军运会涉赛湖泊的水质动态变化以及影响因素。（1）基于多源卫星数据的梁子湖和东湖浊度和叶绿素a浓度反演以Landsat-5/TM,Landsat-7/ETM+和Landsat-8/OLI的大气校正产品,Acolite大气校正后的Sentinel-2/MSI数据,以及经SNAP大气校正的Sentinel-3/OLCI数据为基础,对其进行辐射归一化后,结合地面自动观测站以及现场实测数据,构建了梁子湖和东湖的浊度（R~2=0.88,RMSE=5.07 NTU）和叶绿素a浓度（R~2=0.79,RMSE=1.46μg/L）的反演模型。（2）2000至2019年梁子湖和东湖浊度变化及时空分布规律分析利用2000至2019年长时序Landsat系列卫星影像反演得到的浊度分布数据,归一化植被指数NDVI以及气象数据（降雨量和风速）,分析了梁子湖和东湖浊度年际变化特征以及空间分布规律,并探讨了影响浊度变化的因素,发现梁子湖和东湖的浊度从2000到2007年以每年约2 NTU速度上升,2007年到2010年以每年约4 NTU速度显著下降,在2011到2019年期间以每年约1 NTU的速度逐渐下降,且NDVI的下降会引起梁子湖浊度的上升,而东湖的浊度可能还受到其他人为因素的影响。（3）军运会期间星地联合的梁子湖和东湖浊度以及叶绿素a浓度变化分析基于Landsat和Sentinel系列卫星以及现场走航数据,形成高时空分辨率的浊度以及叶绿素a浓度时序产品,分析军运会期间梁子湖和东湖涉赛场地水质变化情况,并评估武汉军运会筹办过程中水质状况。结果表明,军运会的进行并没有引起梁子湖和东湖涉赛场地周边水体浊度和叶绿素a浓度的变化,其是在对环境友好的状态下开展的。本文基于多源卫星遥感数据从长时序和短时序的角度全方位地评估了军运会涉赛湖泊即梁子湖和东湖的水质状况,有助于更好地理解和监测城市湖泊水质变化,服务于政府决策。
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