基于超参数优化CatBoost算法的河流悬浮物浓度遥感反演     

陈点点  陈芸芝  冯险峰  武爽 《地球信息科学学报》2022,24(4):780-791

悬浮物浓度（TSM）是水生态环境评价的重要参数之一,及时掌握河流悬浮物浓度动态变化信息对于内陆水质监测、水环境治理是十分必要的。本研究基于野外实测光谱和悬浮物浓度数据,筛选与悬浮物浓度高度相关的波段组合反射率作为自变量,基于CatBoost、随机森林和多元线性回归算法构建悬浮物浓度遥感反演模型,采用带交叉验证的网格搜索法分别对CatBoost和随机森林2种机器学习模型进行超参数调优,确定模型最优参数配置,并对比不同模型反演精度,确定最优模型。基于最优模型,利用2019—2020年多时相Sentinel-2 MSI遥感影像,反演闽江下游悬浮物浓度,并分析其时空变化特征。结果表明：① b4/b3、(b6-b3)/(b6+b3)、(b4+b8)/b3、(1/b3-1/b4)×b5是MSI反演闽江下游TSM浓度的最佳波段组合反射率; ② 对比其他2种模型,基于超参数优化的CatBoost算法建立的悬浮物反演模型精度最高,其决定系数R²为0.95,均方根误差RMSE和平均绝对百分比误差MAPE分别为15.32 mg/L和19.68%; ③ 2019—2020年闽江下游悬浮物浓度分布“西低东高”,白沙至琅岐入海口呈升高趋势;④ 悬浮物浓度夏季最高,冬季和秋季次之,春季最低。本研究可为闽江下游悬浮物浓度监测及时空变化分析提供一种有效的技术手段和理论参考。  相似文献   

菹草石芽萌发及其生长过程的初步探究     

尹传宝  张翠英  申云飞  王龙  刘自强  张敏  沈应时 《湿地科学与管理》2015,(1):39-42

研究了光照和温度对菹草石芽萌发的影响及菹草的生长机理。结果表明:1在模拟秋冬季温度条件下不同光照强度对石芽萌发率的影响无规律性,即光照并未对菹草石芽的萌发起促进作用;2石芽在一定时间的低温作用后,恢复常温使石芽的萌发速度和萌发率明显提高,说明石芽的萌发受温度的影响,这也更好地解释了菹草的越冬生长习性及春季部分水体菹草大规模爆发的现象;3石芽随水面波动可吸附大量悬浮物,一般5-7天即可增加足够的重量下沉至水体底部,石芽吸附的悬浮物含有一定的营养成分,能促进石芽的萌发。石芽的萌发机制可为菹草石芽繁殖的影响因素研究提供依据,对栽培菹草具有重要的实践意义。  相似文献   

正构烷烃在海湾沉积物与悬浮颗粒物中的粒径分布及其环境行为     

巫承洲  姚瑶  冯伟昊  沈汝浪  曾永平 《地球化学》2014,(3)

为初步探讨粒径大小对污染物迁移循环机制的影响,分析了广东省海陵湾水体中的悬浮颗粒与表层沉积物中不同粒径颗粒的质量分布特征和正构烷烃的空间分布。结果表明,此区域水体中的悬浮物的絮凝临界粒径约在细颗粒(Φ30μm)范围内。悬浮颗粒与表层沉积物中的正构烷烃的富集能力受多种因素作用,其中不同粒径组分的有机质的组成与类型及污染物的来源是重要的影响因素。水体底层细粒径中nC31的浓度增加说明水流作用与颗粒物粒径大小是影响海底沉积物再悬浮的重要参数。  相似文献   

应用HJ CCD传感器指数的鄱阳湖TSM浓度遥感监测     

代侦勇  张伟  陈晓玲  田礼乔 《武汉大学学报(信息科学版)》2013,(11):1303-1307

分别于2008年10月、2009年10月和2011年7月对鄱阳湖地区开展三个航次的科学调查,在分析实测数据基础上,利用TSM浓度应用HJ卫星CCD传感器数据,提出一种TSMI遥感反演的新方法,并与传统基于实测光谱与TSM浓度建立的方法对比分析,模型反演平均相对误差分别为17.5%和20.01%。实验结果显示,利用TSMI指数方法反演结果较优,不仅可以提高TSM浓度遥感反演精度,而且有利于解决内陆浑浊水体遥感监测中水色大气校正算法研究不足的问题。  相似文献   

Water quality and light absorption attributes of glacial lakes in Mount Qomolangma region     

Huimin Yan  Zhijun Yao  Heqing Huang  Dong Jiang  Xiaohui Dong  Rui Duan  Yili Zhang 《地理学报(英文版)》2013,23(5):860-870

As they are products of glacier movement, the water body composition and water quality attributes of glacial lakes have distinct characteristics compared with inland lakes. Although satellite remote sensing provides an effective approach to monitor water quality, lack of in-situ measurement data on the status and environment surrounding glacial lakes presents a major constraint in relating satellite data to water quality indicators. This study presents findings of a preliminary investigation into water quality attributes of 3 glacial lakes in the Mount Qomolangma region. Suspended particulate matter （SPM）, light absorption attributes of phytoplankton, nonalgal particles （NAP）, and colored dissolved organic matter （CDOM） were measured. The suspended substance concentration varies markedly from 0-320 mg/L. This is considered to reflect differing stages of lake development. l-he chlorophyll concentra- tion is much lower than that found for inland lakes, as landscapes that surround these high altitude lakes have almost no vegetation growth. The phytoplankton and CDOM concentration depend on long-term stability of lake slopes. Given the lack of exogenous and endogenous inputs in the Qomolangma region, CDOM in glacial lakes is significantly lower than in inland lakes. These preliminary findings could support efforts to appraise estimates of water quality parameters using remotely sensed images.  相似文献   

长江流域悬浮物磁性特征及其物源指示意义     

罗超  郑妍  郑洪波  王平  何梦颖  吴卫华 《第四纪研究》2013,33(4)

通过分析长江干流及主要支流表层悬浮物的环境磁学参数特征(类型、含量及粒度)及其空间变化,探讨环境磁学对河流物源示踪的意义.结果表明,长江悬浮物磁性矿物特征以磁铁矿为主,含有少量赤铁矿及针铁矿.上游不完整反铁磁性矿物含量高于中下游,反映四川盆地广泛分布的紫红色砂页岩的影响.受攀枝花钒钛磁铁矿影响,干流磁性矿物含量上游高于中下游,表现为在攀枝花处迅速增加,向下游逐渐降低并在经过三峡后显著降低,说明三峡大坝对上游磁性矿物有明显的拦截作用.支流中雅砻江、汉江及湘江较高的磁性矿物含量分别受控于流域出露的源岩及工农业等人为影响.长江悬浮物xfd％大于5％,表明样品中含有超顺磁颗粒.受流域地势及气候影响,磁性颗粒的粒径从上游至下游逐渐变细.长江悬浮物磁性特征能够在一定程度上反映物源特征,但长江地质条件复杂,气候类型空间变异大,且流域人为影响较大(三峡大坝等),使得利用磁性矿物特征示踪物源受到限制.  相似文献   

咸水体修复过程中含水层物理堵塞试验研究     

张淑慧  郑西来  单蓓蓓  刘玉红 《地球科学与环境学报》2012,34(4):68-73

针对山东半岛大沽河下游咸水体修复过程中含水介质物理堵塞的问题,采用室内模拟试验,系统研究了悬浮物质量浓度和粒径对咸水体含水介质物理堵塞的影响,并通过测定人工回灌过程中渗透系数的时空变化,定量分析和评价含水介质物理堵塞的机理和程度.结果表明:悬浮物质量浓度和粒径是影响含水介质渗透性的关键因素;在悬浮物质量浓度分别为50、100、200 mg·L—1的条件下,含水介质的等效渗透系数分别为其初始值的38％、20％0和10％;随着注入悬浮物质量浓度、注入时间的增加和入渗深度的减小,相对渗透系数不断减小;悬浮物的粒径越小,迁移距离越大,造成渗透系数下降区的厚度越大;随着悬浮物粒径的不断增大,粒径大的颗粒容易被截留在表层,造成表层渗透系数下降幅度增大,其余各层渗透系数下降幅度随深度增加而减小.  相似文献   

人工回灌过程中含水介质物理堵塞的试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

单蓓蓓  郑西来  乔振基  兰旭世 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013,(10):97-101

采用土柱渗流试验,模拟人工回灌过程中含水层的物理堵塞过程。通过测定回灌过程中含水介质渗透系数的时-空变化,系统分析和评价回灌液悬浮物浓度和水动力条件对堵塞的影响,并探讨含水介质的物理堵塞机理。研究表明,随着回灌液中悬浮物浓度的增大,悬浮物首先在含水介质的表层沉积,当悬浮物浓度为50、100、200mg/L时,回灌结束后砂柱表层介质的渗透系数分别降至初始的21%、13%和4%,表明表层发生了不同程度的堵塞现象;悬浮物浓度的大小对深部介质的渗透性影响较弱。另外,当进-出水面的水头差△H较小(即水力坡度较小)时,物理堵塞主要发生在砂柱表层,当△H为19.25cm时,回灌结束后表层渗透系数降为初始的7%;随着△H的增大,物理堵塞深度和程度越大,当△H为48.64cm时,19~34cm深度砂层渗透系数变成初始的60%。  相似文献   

贵州万山废弃矿区小流域系统沉积物及悬浮物重金属的空间分布特征   总被引：5，自引：2，他引：3  

蔡敬怡  谭科艳  路国慧  殷效彩  郑宇  邵鹏威  王竞  杨永亮 《岩矿测试》2019,38(3):305-315

废弃矿山虽已不再开采,但废弃矿坑、旧冶炼场地、埋填的尾矿坝受雨水淋滤仍可通过地表径流对下游地区造成污染。研究废弃矿山水系沉积物及悬浮物中重金属的沿河道分布及相互关系具有重要的现实意义。本文以贵州万山汞矿区下溪河小流域系统作为研究区域,对沉积物及悬浮物中重金属元素进行初步调查,为监测和污染耕地进行修复提供基础资料。通过湿法消解的前处理方法,利用电感耦合等离子体质谱和原子荧光光谱法测定了沉积物及悬浮物样品中Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As、Hg、Zn、Co含量,查明污染现状及空间分布特征,以获取矿区污染物向下游迁移、扩散的信息。结果表明:沉积物中Hg含量范围为0.10～16.0μg/g(干重),平均值为5.79μg/g,是《国家土壤环境质量标准》二级土壤Hg限值的几十倍;Cd在部分站点超标;Ni、Cu、Co含量平均值均不超标;Hg和Cd的变异系数较大,显示空间分布不均的特征。沉积物中Hg为高潜在生态风险级别。研究区沉积物及悬浮物中的Hg浓度与河段的水动力条件有关,最大值出现在河道宽阔、水流平缓的站点。由于万山汞矿早已停止开采和冶炼,本研究提出,自然条件下废弃矿区的风化淋滤引起颗粒物输送是造成河流下游Hg和Cd污染的原因。  相似文献   

三元复合驱采出污水回注渗透率的影响因素分析     

袁敏  贾忠伟  邵先权  张晓雷  石京平 《地球科学与环境学报》2010,32(1):89-92

基于大庆油田三元复合驱采出污水回注对地层存在的损害现象,研究了污水回注渗透率的影响因素。采用室内水驱实验方法,对三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等因素进行了分析,阐述了各种成分对渗透率的影响机理。结果表明,悬浮物颗粒会堵塞孔隙喉道,油产生的"贾敏效应"将增大油水流动阻力,碱与岩石及黏土矿物间的物理化学作用会使地层结垢,聚合物在岩芯中的吸附和滞留共同造成地层渗透率的下降。因此,建议将三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等处理合格后再进行回注,以减轻对地层的损害。  相似文献