Page 187 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

遥感技术在生态环境监测中的应用研究

从图 5-29 可以看出，整个塌陷积水区水深在 0 ～ 5 米之间，水深有明显的趋势分布，

北部和中西部水域水深较大，东部、南部水深较小，这主要跟塌陷时间相关，研究区北部
塌陷时间较早，在 1989 年的土地覆盖分类图中就已经发现该地区已经形成小块的塌陷积
水区，并且 2000 年以后基本已停止往外延伸，故塌陷积水区西部和北部都在 3 米以上。

东部和南部为近些年往外延伸的塌陷积水区，并随着地下采煤活动，而继续向外延伸，其
中靠边缘的部分地区为刚形成的塌陷积水区，水深在 1 米以下。整体上说，通过遥感反演
模型构建的采煤塌陷积水区水深空间分布图基本上能够反映该水域的水深状况，与实际水

深延伸趋势吻合。
本部分在综合分析各种水深遥感监测研究应用现状的基础上，选取统计法，以采煤塌
陷积水区为研究区，利用同步的环境一号卫星遥感影像与现场实测的水深数据进行相关分

析。最终在四组相关性相差很小的水深反演因子中选择了平均相对误差和平均绝对误差均
最小的 B1、B2、B3、B4 这一多波段组合来建立遥感水深模型。反演的平均绝对精度在 0.5

米左右，平均相对精度在 80% 以上。根据水深模型，反演出整个塌陷积水区的水深空间
分布图。结果表明，通过遥感反演模型拟合的采煤塌陷积水区水深空间分布图基本上能够
反映该水域的水深状况，其结果与实际的采煤塌陷造成的积水区延伸趋势基本吻合。

二、采煤塌陷积水区水体富营养化程度的动态监测与评价

（一）水体富营养化评价方法

水体富营养化评价就是通过与水体富营养状态有关的一系列指标及指标间的相互关
系，对水体的富营养化状态作出正确的评价。通过近 30 年的研究应用，目前我国湖泊富
营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法、营养度指数法和评分法，其中营养状态指

数法包括卡尔森营养状态指数（TSI）、修正的营养状态指数和综合营养状态指数（TLI）
三种。几种主要的评价湖泊富营养化方法介绍如下：

1. 卡尔森营养状态指数（TSI）
卡尔森指数是美国科学家卡尔森提出来的，该方法是以透明度为基准的营养状态评价
指数，它克服了单一因子评价富营养化的片面性，而是综合各项指数，力图将单变量的简

易与多变量综合判断的准确性相结合。其表达式为：

式中，TSI 为卡尔森营养状态指数；SD 为水体透明度（m）；chla 为湖水中叶绿素 a

180