全球地表水体动态遥感监测与中国水体时空变化研究的开题报告.docx

全球地表水体动态遥感监测与中国水体时空变化研究的开题报告
一、课题背景
地表水是指地球表面上的河流、湖泊、水库、海洋、冰雪、雨水以及地下水循环系统等。它是人类生活、生产和生态系统的重要组成部分，对于维持生态平衡和人类社会可持续发展具有重要意义。随着全球工业化和城市化的进程加速，地表水的数量和质量不断受到污染和破坏，已成为全球面临的严重环境问题之一。
遥感技术是一种利用卫星、飞机等远距离探测工具和技术对地球表面物体进行监测的手段。其特点是能够实现数据的全球覆盖、连续性强以及数据更新周期短等优势，因此较为适合进行全球、区域尺度的水体动态监测和分析。中国作为世界上人口和资源最为集中的国家之一，其水资源不充分的现状尤为突出，并面临着地表水污染、生态破坏等问题，因此尤其需要采用遥感技术对全国水体进行精准、全面的监测和分析。
二、研究内容
本研究拟采用近几年来涌现的机器学习、深度学习等技术，结合遥感技术开展全球地表水体动态遥感监测和中国水体时空变化研究的探索和分析。具体研究内容包括：
1.构建全球地表水体动态遥感监测模型
本研究将采用深度学习技术，结合MODIS、Landsat等多源卫星遥感数据，构建全球地表水体动态监测模型。通过优化模型参数，分析全球不同地区的地表水变化情况，探索地表水资源分布格局及其变化趋势。
2.研究中国水体空间变化
本研究将结合Landsat、Sentinel-2等多源卫星遥感数据，构建中国水体分布及其时空变化分析模型。分析中国各地地表水资源分布格局及其变化情况，并探讨城市化、农业和工业发展等对中国水资源的影响。
3.开展地表水质量遥感监测
本研究考虑到地表水污染问题对人类社会造成巨大的负面影响，将在全球范围内开展地表水质量监测，以及中国地表水污染情况的遥感监测。研究地表水质量变化及变化趋势，并探讨有关地表水污染控制的策略和方法。
三、研究意义
本研究所涉及的内容与技术是全球海洋、湖泊、河流及地下水循环系统巨变监测、生态退化分析与预测等资料基础，对于把握全球水资源变化趋势，弥补目前数据不足、信息闭塞的现状有重要作用。其主要意义体现在以下几个方面：
1.对全球地表水体动态监测模型进行构建，使得我们能够准确掌握全球各地地表水资源的变化，为相关涉及到地表水变化的问题提供决策支持。
2.研究中国水体空间变化，并探究相关污染问题的治理策略，对于当前中国地表水资源缺乏、污染严重的情况，提供可靠科学的数据支撑。
3.开展地表水质量遥感监测，为地表水污染治理提供科学依据。
四、研究方法
1.遥感数据采集和处理
本研究将采用MODIS、Landsat、Sentinel等多源卫星遥感数据，通过GoogleEarthEngine和ENVI等遥感软件对数据进行预处理和处理，提取出地表水相关的信息，并建立相关模型。
2.研究模型构建
本研究将采用深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN），对数据进行训练和优化，构建全球地表水体动态遥感监测模型和中国水体时空变化分析模型。
3.数据分析和绘图
运用Python、R等编程语言，对处理后的数据进行分析和绘图，提取出地表水相关信息和特征。并用可视化软件（如ArcGIS等）绘制地表水分布、水质、变化趋势等信息的地图。
五、预期成果
1.全球地表水体动态遥感监测模型
通过本研究，将构建全球地表水体变化趋势的监测模型，分析全球不同地区的地表水变化情况，探索全球地表水资源分布格局及其变化趋势。
2.中国水体时空变化分析模型
通过特定的模型算法，将研究中国各地地表水资源空间分布和变化趋势，探讨城市化、农业和工业发展等对中国水资源的影响。
3.地表水质量遥感监测
本研究将开展地表水质量遥感监测，分析地表水质量变化及其变化趋势，并探讨有关地表水污染治理的策略和方法。