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《太湖水体光学特性及水色遥感》对内陆水体水色遥感的基本概念、方法原理进行了系统、全面的介绍，并结合多年对太湖研究区的地面遥感实验，详细介绍了水体固有的光学特性参数和表观光学特性参数的实验观测方法，分析了太湖水体光学特性及其有关参数的参数化方法，探讨了湖泊水色遥感中的不确定性因素，对水体组分如叶绿素浓度、悬浮物浓度、有色可溶性有机物的交叉影响，以及水体底质、天空云量、风速、太阳高度角等对水面遥感反射率的影响进行了较为系统的研究，介绍了叶绿素a浓度、悬浮物浓度、有色可溶性有机物的遥感反演技术流程和模型构建方法。
《太湖水体光学特性及水色遥感》适合从事水环境遥感、生态环境遥感等工作的广大科研工作者阅读，也适合遥感科学、地理信息系统专业的研究生阅读。
湖泊与湿地生态系统健康评估：基于多源遥感与实地监测的综合方法 内容简介： 本书聚焦于湖泊与湿地生态系统的健康状况评估，深入探讨了如何整合先进的遥感技术与精细化的实地监测数据，构建一套全面、可靠且具有前瞻性的评估体系。随着全球气候变化和人类活动强度的增加，湖泊和湿地正面临前所未有的压力，水质恶化、生物多样性丧失以及生态功能退化等问题日益突出。本书旨在为生态环境科学研究人员、水资源管理者、环境保护部门以及相关决策者提供一套系统化的理论框架和实用的技术指南。 本书内容涵盖了从基础的湖泊学与湿地生态学原理，到复杂的数据处理与模型构建，结构清晰，层层递进。全书分为五个核心部分，共十八章。 --- 第一部分：湖泊与湿地生态系统基础理论（第1章至第3章） 第1章：生态系统健康的概念与量化指标体系 本章首先界定了“生态系统健康”的内涵，强调其不仅包括水质参数，更涵盖了生物完整性、结构稳定性和功能持续性等多个维度。详细阐述了评估湖泊与湿地健康的关键指标体系，包括水体透明度、营养盐负荷、初级生产力、底栖生物群落结构、湿地植被覆盖度及水分动态等。讨论了不同指标在评估不同类型水体（如富营养化湖泊、寡营养湖泊、河流型湿地、沼泽湿地）健康状况时的侧重点与权重分配原则。 第2章：水陆交错带的生态学特征与关键过程 深入分析湖泊与湿地交错带（The Littoral Zone/Ecological Ecotone）在维持水生态系统服务功能中的核心作用。本章详细讲解了水陆交错带的物质循环（特别是氮磷的截留与转化）、能量流动以及物种栖息地的供给功能。讨论了人为干扰（如围垦、堤坝建设）对交错带结构和功能的破坏机制，并提出了基于生态位理论的健康恢复策略。 第3章：生物多样性在健康评估中的地位与方法 本章侧重于生物指标的应用。系统梳理了水生植被（如沉水植物、浮水植物群落）的演替规律及其对水质净化的贡献。详细介绍了宏观无脊椎动物（Macroinvertebrates）群落结构分析在指示水体污染程度和长期稳定性方面的优势。同时，引入了微生物多样性（特别是微生物群落功能基因）作为早期预警指标的研究进展。 --- 第二部分：多源遥感数据获取与预处理（第4章至第7章） 第4章：遥感技术在水环境监测中的应用基础 系统回顾了可见光、红外、热红外及微波遥感在监测水体变化中的物理基础。重点阐述了水体对电磁波的反射、吸收和散射特性，特别是在不同大气条件和水体光学特性（如悬浮物、溶解性有机质）影响下的辐射传输模型。 第5章：高光谱与多光谱遥感在水质参数反演中的进展 本章详细探讨了利用Landsat、Sentinel系列以及高分辨率航空影像进行水体健康监测的技术细节。着重于开发和优化针对特定水域的波段组合算法，用于反演叶绿素a浓度、总悬浮物（TSM）和水体固有光学性质（IOPs）。讨论了基于机器学习的非线性反演模型的构建与验证。 第6章：激光雷达（LiDAR）在湿地植被结构测量中的应用 LiDAR技术在获取精确三维信息方面的优势在本章得到充分展示。阐述了机载和地面LiDAR数据获取的原理，以及如何从点云数据中提取湿地植被的高度、冠层密度、生物量估算模型。探讨了LiDAR数据与多光谱数据融合，以实现对湿地植被健康状态的精细化评估。 第7章：时序遥感数据的处理与异常检测 针对湖泊水体季节性、周期性变化的特点，本章讲解了如何利用时间序列分析（如MODIS、Landsat长期序列）来识别水体健康状况的长期趋势和短期异常事件（如藻类暴发、突发性污染）。介绍了时间序列分解技术（如LandTrendr, BFAST）在识别生态系统拐点上的应用。 --- 第三部分：生态系统关键组分状态的遥感定量反演（第8章至第11章） 第8章：藻类水华的早期识别与规模化监测 聚焦于富营养化水体中藻类水华的监测。详细分析了不同藻类群（蓝藻、绿藻）的光谱特征差异。除了传统的叶绿素a反演外，本章重点讨论了藻类生物量的直接反演方法、水华爆发的阈值预警模型，以及利用热红外数据监测水体表面温度异常与藻类聚集的关系。 第9章：水体透明度与光照穿透深度的反演模型 透明度和光照穿透深度是评估水体生态系统能量基础的关键参数。本章深入探讨了基于后向散射和吸收系数的IOPs反演方法，并将其转化为能见度或Secchi深度。重点讨论了在复杂水体（如高悬浮物、高着色物水体）中如何修正传统模型的局限性。 第10章：湿地植被覆盖度、物种组成与生产力的遥感评估 本章关注湿地植被的健康。讲解了如何利用高空间分辨率影像（如无人机或SPOT/WorldView）结合植被指数（如NDVI, EVI）反演植被覆盖度（FVC）。探讨了光谱混合分析模型在区分不同优势植被物种方面的潜力。此外，介绍了基于遥感数据的净初级生产力（NPP）估算模型在评估湿地生态功能方面的应用。 第11章：底质与沉积物对健康评估的间接影响 虽然遥感主要针对水体和植被，但本章探讨了间接信息的使用。分析了浅水区水底特征（如水草群落基质、底泥裸露）对整体健康的影响。利用浅水区域的植被遥感信息和水深反演结果，推断底质的稳定性和营养物质释放潜力。 --- 第四部分：实地监测与数据同化（第12章至第14章） 第12章：标准化的水质与生物样品采集规范 强调了实地监测数据在校准和验证遥感模型中的不可替代性。详细介绍了湖泊和湿地不同水深、不同季节的水样采集流程，以及对营养盐（TN, TP）、悬浮物、溶解性有机碳（DOC）的实验室分析标准方法。 第13章：生物完整性指标的实地调查技术 提供了宏观无脊椎动物和鱼类群落的标准化采样技术（如Kick-sampling, 拖网法），以及用于计算生物多样性指数（如Shannon-Wiener, Simpson指数）和生物完整性指数（如IBI）的步骤。 第14章：遥感数据与现场数据的集成与校准 系统介绍数据同化和模型校准的统计学方法。包括：误差分析、交叉验证（Cross-Validation）、留一法（Leave-One-Out）在模型优化中的应用。重点讨论了如何利用高精度的现场数据点（Ground Truth Data）来纠正遥感反演结果中的系统性偏差。 --- 第五部分：综合评估模型与管理决策（第15章至第18章） 第15章：健康状态指数（HIS）的构建与多因子耦合 本书的核心部分之一。提出了一种多因子耦合的健康状态指数（Health Index Score, HIS）构建框架。该框架通过主成分分析（PCA）或因子分析来提取关键因子，并通过层次分析法（AHP）或熵值法确定各指标的权重，最终生成一个综合性的健康评分。 第16章：时空变化趋势的诊断与压力源识别 利用构建的HIS指数，结合地理信息系统（GIS）空间分析技术，对湖泊和湿地健康状况的空间异质性和时间演变趋势进行深度诊断。通过叠加土地利用/覆盖数据、降雨径流数据和人类活动强度数据，精确识别导致健康退化的主要驱动因子（压力源）。 第17章：生态系统服务价值评估与健康反馈 探讨了生态系统服务功能（如水净化、碳汇、洪水调蓄）与生态系统健康状态之间的定量关系。构建了基于遥感参数的生态系统服务价值评估模型，并论证了提升健康状态如何直接带来更高的服务价值产出。 第18章：基于评估结果的决策支持系统与生态修复策略 最后，本书将理论和模型应用于实践。针对不同健康等级的湖泊和湿地，提出了差异化的修复和管理策略建议。包括：营养盐控制的遥感定位、湿地植被恢复的技术路径、以及如何利用遥感监测结果进行长期绩效评估，为制定科学、有效的生态修复规划提供直接的技术支撑。 --- 本书特点： 跨学科融合： 深度整合了遥感科学、水文学、生态毒理学和地理信息系统技术。 方法论导向： 提供了大量可操作的算法、流程图和案例分析，强调模型的实用性和可复现性。 前沿聚焦： 涵盖了时间序列分析、机器学习在水环境中的应用等最新研究热点。 本书是水环境遥感、湿地生态学、水资源管理等领域专业人士、研究生及相关政府决策机构的重要参考书。
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