基于遥感数据的太湖蓝藻水华监测系统的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

蓝藻，我们又叫它蓝绿藻，或枯藻，是一种藻类生物。它可以在恶劣的环境生长，在适宜的条件下，它能够快速繁衍，生物量达到一定的数量，这些藻类会在水体表面聚集，形成我们肉眼可见的藻类聚集体，也就是蓝藻水华。它的危害极大，不仅影响人们的正常生活和身心健康，同时对养殖业，旅游业，人文景观等都会造成的严重的影响。太湖，是中国五大淡水湖之一，在水产养殖、灌溉防洪、蓄水供水等方面发挥着重大作用。太湖浮游藻类中，蓝藻是分布广泛且常年出现的优势种群。近些年以来，太湖富营养化比较严重，导致了蓝藻水华频繁发生。

2007年的夏天， 江苏无锡发生了震惊中外的太湖蓝藻污染饮用水源事件，无锡市70%的自来水被污染，200万人的生活用水受到了影响，造成了严重的社会影响。蓝藻水华，不仅恶化了太湖水体的感官性状，对于太湖的生态系统的总体平衡也造成了破坏，严重降低了湖泊的使用功能，给附近地区的居民生活、经济发展等带来了严重的影响。由于太湖流域及湖体营养盐本底高，蓝藻水华问题还未得到根治，目前太湖的水质改善程度还不足以解除太湖的湖泛滥风险，由于太湖的湖泛灾害仍处于高发阶段，治理太湖富营养化及相关的生态问题也是一个长期的过程。气候变化也为太湖治理加大了难度。

因此，能够有效、及时、全面地获取蓝藻水华的发生发展信息和分布情况显得尤为重要。针对蓝藻进行治理或控制，须了解实际环境下蓝藻的生理变化特征及蓝藻种群的时空动态变化规律，从而有目标地实施各种治理方案。传统的实地采样监测无论其空间频率还是时间频率都不足以反映蓝藻生物量的变化，尤其是在蓝藻密度时空变化很快的水华爆发期，而蓝藻的漂移特性和特有的光谱特征使卫星遥感监测成为可能。卫星遥感是获取大面积的地表信息的有效手段。 世界上很多闲家包括美同、荷兰、澳大利亚等同家的科学家就水体环境的遥感监测进行了大量的研究。卫星遥感可以提供大范围、实时、可靠的水华信息，且便于长期监测，在连续时相遥感数据支持下还可以动态监测全湖范围内水华时空分布规律，实现太湖蓝藻水华监测。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

大规模的蓝藻水华危害很大，不仅会破坏水体生态系统的结构功能，危害人类健康，还会威胁水资源的可持续开发利用。本次的研究内容是基于遥感数据的蓝藻水华监测系统的设计与实现。

1．了解本次研究的目的和意义；

3. 研究的方法与步骤

本次研究是基于遥感数据的蓝藻水华监测系统的设计与实现。蓝藻水华暴发，水体中叶绿素含量显著升高，导致水体光谱特征发生变化。通过分析“哨兵-2a”msi影像上的光谱特征，采用归一化植被指数( ndvi) 和绿光中心波长处的叶绿素反射峰强度综合阈值方法提取蓝藻信息，以发挥这一遥感数据源在太湖蓝藻水华遥感监测中的作用。

基于microsoft visual studio 2017平台设计与实现系统的功能。

（1）阐述设计的背景、目的和意义

4. 参考文献

[1]段洪涛,罗菊花,曹志刚,薛坤,肖启涛,刘东.流域水环境遥感研究进展与思考[j].地理科学进展,2019,38(08):1182-1195.

[2]尹美琳,张嘉琪,路春晖,李兴盛,付振楷.蓝藻实时监测技术综述[j].价值工程,2019,38(22):208-209.

[3]曹鹏,梁其椿,李淑敏.基于otsu算法的太湖蓝藻水华与水生植被遥感同步监测方法[j].江苏农业科学,2019,47(14):288-294.

5. 计划与进度安排

一、研究工作准备阶段（2022.2.24——2022.3.15）：

2022.2.24——2022.3.8为准备工作阶段，包括查阅资料、实验数据收集等；

2022.3.9——2022.3.15为开题阶段，主要工作是撰写开题报告等。