基于生物光学模型的高光谱遥感内陆水质参数反演方法研究——以官厅水库为例的任务书.docx

基于生物光学模型的高光谱遥感内陆水质参数反演方法研究——以官厅水库为例的任务书
任务书
1.研究背景
随着人口增加和城市化的加速，内陆水域面临着越来越严重的水污染问题。水环境质量对于生态系统的平衡和人类的健康具有重要的影响。因此，水质监测和评估变得越来越重要。高光谱遥感技术已被广泛应用于水环境监测，尤其是在内陆水体中。官厅水库是中国北方一个重要的用水和灌溉基地，其水质监测对于保护区域水资源的管理至关重要。基于此，开展官厅水库水质高光谱遥感反演研究，对国内外水质遥感反演研究和内陆水域水质监测具有重要意义。
2.研究目的
本项目旨在基于生物光学模型，利用高光谱遥感数据，研究反演内陆水库的水质参数，以及官厅水库的水体状态和健康状况，通过定量评估不同因素对水体生态系统的影响，为水体管理和保护提供科学依据与决策支持。
3.研究内容
（1）收集官厅水库高光谱遥感数据，将其进行光谱预处理和辐射校正，获取辐射校正光谱数据；
（2）建立生物光学模型并根据遥感数据进行反演水质参数，包括叶绿素a浓度、总悬浮物浓度、透明度等；
（3）利用反演的水质参数定量评估远景水质的变化趋势和水体的健康状况，探究不同因素对水体生态系统的影响；
（4）提出针对水体污染物治理的建议与对策，为水体管理和水资源保护提供科学依据与决策支持。
4.研究方法
本项目主要采用生物光学反演模型、高光谱遥感技术及相关统计分析、地理信息系统建模技术等方法。
（1）生物光学反演模型：本项目将采用已被广泛应用的IOPs-InherentOpticalProperties（内禀光学特性）模型和水体反照率模型对官厅水库水质参数进行反演。
（2）高光谱遥感技术：本项目采用高空间分辨率、高光谱分辨率的卫星影像数据和附近监测站的实测数据，结合现场考察的取样和分析，获取官厅水库水体的遥感信息。
（3）相关统计分析：本项目将对反演的水质参数进行相关分析、方差分析等，探究不同因素对水体生态系统的影响和规律。
（4）地理信息系统建模技术：本项目将采用遥感地理信息系统技术，将反演结果融合进入地理信息系统建模中，利用GIS技术进行空间分析与定量分析，支持水资源管理与保护。
5.研究进度
本项目预计从2021年6月开始，历时一年，大致进度如下：
6月份-7月份：收集官厅水库高光谱遥感数据，进行预处理和辐射校正。
8月份-9月份：建立反演模型，反演水质参数；
10月份-11月份：定量评估远景水质的变化趋势和水体的健康状况；
12月份-1月份：提出针对水体污染物治理的建议与对策，为水体管理和水资源保护提供科学依据与决策支持。
2月份-3月份：撰写论文与报告。
6.预期成果
本项目将获得以下成果：
（1）官厅水库的高光谱遥感数据集及其相关的光谱预处理和辐射校正处理方法，提供了一种新的思路和方法收集内陆水域水体遥感信息；
（2）基于生物光学模型的反演结果，对水质参数进行了有效反演，为内陆水体遥感反演技术的改进提供了经验和方法；
（3）提出针对官厅水库的治理策略和对策，为内陆水体保护提供了科学依据。
7.研究团队与经费
本项目实验室负责人为XXX，主要有一名博士、一名硕士研究生、两名本科生参与研究。研究经费XXX万元。