泥沙场观测新技术研究报告简本-交通科技管理中心.PDF

第一章 前言 泥沙场观测新技术研究 报告简本 1 前言 1.1 研究背景与目的 水体悬沙含量高是我国大江大河、沿海乃至近海水域的一大特 点，尤其河口海岸水域，因动力条件复杂，泥沙场多变，致使许多水 运工程都面临着尚未解决的泥沙问题。 卫星遥感是大范围泥沙场监测的重要手段。传统的常规水文测验 测量通常只能获取单点的、短时间序列的水文泥沙信息，难以深入了 解泥沙场的时空分布规律。而随着卫星遥感技术的发展，尤其可利用 的遥感数据源越来越多，国内外学者利用卫星遥感在泥沙场监测方面 的应用研究也越来越多。卫星遥感观测大范围泥沙场，关键是建立遥 感数据与现场水体含沙量之间的定量关系。然而由于卫星遥感信息与 水体含沙量关系的复杂性，目前，国内外仍缺少较为系统的、有实际 应用价值的遥感反演模式或可靠的模型参数。 长江口为巨型多沙的分汊河口，拦门沙水域泥沙含量高且运动复 杂。以此作为研究区域，开展遥感泥沙场观测的新技术研究，不仅可 深入了解长江口拦门沙水域悬浮泥沙的时空分布规律，为深水航道治 理和岸滩资源的开发利用等提供重要技术支撑，而且研究建立的遥感 反演模式对我国及世界其它高含沙量的河口海岸水域和大江大河区 1 第一章 前言 域具有一定的推广应用价值。 本项目主要依托国家重大工程－－－长江口深水航道治理三期 工程，以长江口北槽拦门沙水域为研究重点，利用 2 年系列的遥感数 据 （主要为高光谱成像光谱仪 Modis 遥感数据，辅以少量 Landsat 陆 地卫星数据）和遥测数据 （主要来自长江口水文、泥沙、风浪自动监 测系统监测的数据，以下简称“长江口遥测系统”数据，详见2.1 节）， 通过现场实验和理论分析，研究建立长江口遥感泥沙场的定量反演模 型，并利用该模型对典型水文条件下的悬浮泥沙场进行反演，为长江 口深水航道三期工程和后续的航道减淤措施的制定提供技术支撑。 1.2 研究重点与技术路线 悬浮泥沙定量遥感研究成果至今尚未得到广泛应用，其主要原因 在于缺少较为系统的、有实际应用价值的遥感反演模式或可靠的模型 参数。而前人研究建立的遥感反演模式通常是利用一个时相遥感数据 得到的定量模式，其参数很难具有普遍适用性。而不同时间获取的遥 感资料，由于成像环境条件不同，在缺少对应的同步定标数据前提下， 遥感数据本身存在的差异性难以进行有效消除，故不能简单套用不同 条件下得到的有关模式参数。 本项目主要利用近2 年中分辨和高光谱的Modis 卫星遥感数据和 少量 TM 卫星遥感数据，以系列的 “长江口遥测系统”同步数据为定 标和验证资料，辅以必要的现场采样和光谱实验，系统分析长江口拦 门沙水域表层悬浮泥沙含量与遥感影像光谱反射率之间的关系，建立 2 第一章 前言 满足工程应用要求的长江口遥感泥沙场定量反演模型，并利用该模型 反演长江口拦门沙水域的泥沙场。技术流程如下页图 1-1。 “长江口遥测系统” 收集系列的卫星 获取系列现场含沙量 遥感影像数据 现场光谱试验 数据及水文信息数据 遥感影像处理与归化 含沙量处理与标定 建立遥感泥沙场反演模型 验证反演模型 泥沙场观测新 技术平台框架 泥沙场反演和应用 图 1-1 技术流程图 主要研究重点有： (1) “长江口遥测系统”OBS 的精细化标定； (2) 长