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水质监测是水质评价与水污染防治的主要依据,作为常规水质监测方法的必要补充,遥感技术监测水质具有监测范围广、速度快、成本低和便于长期动态监测的特殊优势。黄浦江的水污染问题是上海市面临的最重大环境问题之一,建立大面积的水质动态遥感监测技术,对黄浦江上游水域的开发利用以及环境保护具有十分重要的研究和应用价值。 本文对黄浦江上游的水质做了综合分析与评价,以筛选重点水质参数并了解水质的变化趋势。在现场和实验室进行了水体光谱测定和水质分析,对表面反射光谱的测量方法和数据处理方法进行了研究,构建了基于现场和实验室光谱测定的溶解氧、浊度和叶绿素的水质估测模型。研究了卫星遥感数据的特点和预处理方法,对所获得的以TM数据为主的遥感数据进行了分析,利用回归统计的分析方法,考察了不同水质参数与遥感数据之间的相关程度,重点针对相关性较好的溶解氧、化学需氧量和总磷等水质参数建立了基于TM数据的水质估测模型,并对模型的通用性进行了验证。 研究结果表明,550-840nm的光度计透射光谱均适合于估测浊度的含量,且模型精度较高;701nm与675nm的波段反射率比值是估测叶绿素a含量的较佳波段;溶解氧含量与TM4波段和TM2波段反射率的比值相关性较高,化学需氧量含量则与TM5波段和TM1波段反射率的比值相关性较高。本文建立的部分水质模型及其精度如下: Turbidity=354.58×T700+338.19,r=0.95; Chl-a=3.4724×R701/R675-1.5378,r=0.82; DO=6.5088×exp(-0.2322×TM4/TM2),r=0.83; COD=17.007×TM5/TM1+13.393,r=0.84; 利用相关光谱数据与水质实测数据对浊度、溶解氧和化学需氧量模型进行了通用性验证,浊度模型精度最高,模型预测值与实测值的平均偏差为6%;溶解氧模型和化学需氧量模型预测值与实测值的偏差分别在20%和17%以内,说明这两个模型的精度满足遥感水质监测的需要。