Page 39 - 环境监测技术理论研究与探析

第二章 水质监测研究

第二，根据监测需要，对取样水体进行参数化验。
第三，对遥感影响数据进行预处理，选择适当的反演波段数据组合。
第四，根据实际情况选择适合的水质监测方法，并生成反演图。最后根据结

果对水体质量进行分析和总结并撰写水体监测报告。
1. 经验分析法
将遥感数据与地面的水质实测的数据进行统计分析，建立相应的统计回归模
型，反演出整个监测区域的水质参数。在实际测量中，监测人员曾以某湖泊为监

测研究区域，分别于春季和夏季对水体进行采样，检测悬浮物的浓度，结合二期
FY-3A/MERSI 卫星遥感影像构建出了湖中总悬浮物的遥感反演模型。同时借助
地面实测数据与高分 1 号遥感影响数据，构建出了径向基神经网络模型，进而分
析水体的营养状态指数。总体来说，经验分析法的优点是能够快速地建立起遥感

影像与实测数据之间的模型关系，快速取得反演结果。但是其存在的缺点也不可
忽视。例如，对不同地区和不同季节的水质进行监测时，实测数据与遥感数据之
间的联系缺乏一定的理论基础，无法建立统一的标准。
2. 半经验分析法

在考虑水体中杂质的光学特性时，结合实测水质参数值之间的统计关系对监
测区域的水质情况进行分析和估测。在实际监测工作中，监测人员对实测光谱数
据进行一阶微分处理，将一阶微分值与 Landsat 遥感影像中的红绿波段相结合，
建立了水域中水体中氧含量的反演模型，实现了对水体氧含量的监测。另外，结

合 GOCI 遥感影像与实测数据，建立了水中叶绿素的浓度估算模型。半经验分析
法不但考虑了数据模型统计特征还兼顾了水体中物质的光学特征，能够根据不同
区域和不同季节对建立的数据模型进行适当的修正，因此半经验分析法是当前监
测机构最常用的水质监测方法。

3. 模型分析法
光辐射在射入水体表面后，水中含有的悬浮物、化学物质以及微生物会对光
谱的折射和散射造成一定的影响，研究人员可以利用遥感影响技术对水中光束吸
收量、折射量以及散射量进行收集和分析，根据收集的数据建立关系模型，从而

获得水质参数信息。水质遥感模型分析法于 1975 年被首次提出，经过几十年的
研究和发展已经成功建立出一套水体反射率的分析模型，为遥感水质监测奠定了
基础。

·27·