📄Работа №176930
Тема: Методика оценки прозрачности воды Ладожского озера с использованием спутниковых снимков
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Природопользование
Объем:
100 листов
Год:
2022
Просмотров:
72
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
1 Характеристика Ладожского озера и его водосбора 5
1.1 Физико-географическая характеристика водосбора 5
1.1.1 Климатические особенности водосбора 6
1.1.2 Рельеф 6
1.1.3 Почвы и растительность 7
1.2 Характеристика Ладожского озера 7
1.2.1 Геологическое строение котловины 8
1.2.2 Морфометрия 9
1.2.3 Лимнические зоны 10
1.2.4 Т емпературный режим 13
1.2.5 Прозрачность Ладожского озера 16
2 Мониторинг прозрачности 19
2.1 Мониторинг прозрачности вод Ладожского озера 20
2.2 Дистанционный мониторинг 22
2.2.1 Общие сведения 22
2.2.2 Используемые спутники 24
3 Обработка и анализ данных 28
3.1 Обработка данных 28
3.1.1 Обработка экспедиционных данных 28
3.1.2 Получение и обработка данных дистанционного 33
мониторинга со спутников Landsat 8 и Sentinel-2
3.2 Оценка прозрачности по спутниковым снимкам 42
3.2.1 Обзор научных публикаций по вопросам исследований 42
3.2.2 Обработка данных в Excel 45
3.3 Анализ результатов 63
4 Апробация 72
4.1 Результаты апробации формулы с использованием новых 77
данных
4.2 Корректировка формулы 79
4.2.1 Подбор функциональных зависимостей 85
4.2.2 Апробация функциональных зависимостей на независимом 87 материале
4.3 Результаты и их анализ 88
Заключение
Приложение А - Восстановленные значения прозрачности воды Ладожского озера после апробации формулы
Список использованных источников
1 Характеристика Ладожского озера и его водосбора 5
1.1 Физико-географическая характеристика водосбора 5
1.1.1 Климатические особенности водосбора 6
1.1.2 Рельеф 6
1.1.3 Почвы и растительность 7
1.2 Характеристика Ладожского озера 7
1.2.1 Геологическое строение котловины 8
1.2.2 Морфометрия 9
1.2.3 Лимнические зоны 10
1.2.4 Т емпературный режим 13
1.2.5 Прозрачность Ладожского озера 16
2 Мониторинг прозрачности 19
2.1 Мониторинг прозрачности вод Ладожского озера 20
2.2 Дистанционный мониторинг 22
2.2.1 Общие сведения 22
2.2.2 Используемые спутники 24
3 Обработка и анализ данных 28
3.1 Обработка данных 28
3.1.1 Обработка экспедиционных данных 28
3.1.2 Получение и обработка данных дистанционного 33
мониторинга со спутников Landsat 8 и Sentinel-2
3.2 Оценка прозрачности по спутниковым снимкам 42
3.2.1 Обзор научных публикаций по вопросам исследований 42
3.2.2 Обработка данных в Excel 45
3.3 Анализ результатов 63
4 Апробация 72
4.1 Результаты апробации формулы с использованием новых 77
данных
4.2 Корректировка формулы 79
4.2.1 Подбор функциональных зависимостей 85
4.2.2 Апробация функциональных зависимостей на независимом 87 материале
4.3 Результаты и их анализ 88
Заключение
Приложение А - Восстановленные значения прозрачности воды Ладожского озера после апробации формулы
Список использованных источников
📖 Аннотация
Работа посвящена разработке методики оценки прозрачности воды Ладожского озера на основе данных дистанционного зондирования Земли. Актуальность исследования обусловлена необходимостью оперативного и экономичного мониторинга качества воды в ключевом источнике водоснабжения Санкт-Петербурга, где традиционные экспедиционные методы обладают ограниченной пространственно-временной дискретностью. Методология включала сопряженный анализ натурных данных экспедиционных измерений прозрачности за 2021 год, предоставленных М.А. Науменко, и спектральных характеристик, извлеченных из совмещенных по времени снимков спутников Landsat 8 и Sentinel-2. В результате была скорректирована ранее существовавшая эмпирическая модель, что позволило снизить среднюю относительную ошибку восстановления прозрачности с 80,9% до 18,4% за счет включения данных второго мультиспектрального канала. Практическая значимость работы заключается в возможности применения уточненной формулы для оперативной оценки пространственного распределения прозрачности в периоды между натурными наблюдениями. Теоретической основой послужили исследования, посвященные дистанционным методам оценки трофического состояния водоемов, такие как работы Fuller L.M. с соавторами и Mohsin J.B., а также фундаментальные труды по гидрооптике Ладожского озера, включая исследование Позднякова Д.В. и коллектива. Разработанный подход может быть интегрирован в систему экологического мониторинга Ладожского озера для повышения эффективности контроля его состояния.
📖 Введение
Ладожское озеро - безальтернативный источник водоснабжения Санкт- Петербурга. Для бесперебойного использования воды озера важно отслеживать ее качество.
Оценить состояние озера позволяет ежегодный экспедиционный мониторинг. Однако традиционных методов иногда недостаточно, а также они не всегда экономически выгодны. Поэтому решить эти проблемы можно путем внедрения спутникового мониторинга. Такой опыт имеется как у отечественных исследователей, так и у зарубежных.
Дистанционный мониторинг позволяет с большей дискретностью получать данные о всей акватории водного объекта, что дает ему преимущество над традиционным, так как экспедиционная деятельность не может осуществляться часто.
Целью исследования было вывести функциональную зависимость прозрачности Ладожского озера по данным со спутниковых снимков.
Для достижения поставленной цели было сформулированы следующие задачи:
a) Изучить публикации по тематике исследования.
b) Собрать данные натурных экспедиционных измерений прозрачности за 2021 год.
c) Получить и обработать снимки спутников Landsat 8 и Sentinel-2.
d) Обработать натурные и спутниковые данные о прозрачности воды за 2021 год с целью получения зависимости, позволяющей получать характеристики прозрачности воды при отсутствии фактических данных.
e) Проверить зависимости, полученные ранее, произвести их
корректировку.
С развитием техники и технологий, дистанционный мониторинг, наряду с натурными измерениями, всё шире внедряется в практику, поэтому исследования в этом направлении актуальны.
Отдельно хочется поблагодарить доктора географических наук, профессора Михаила Арсеньевича Науменко за предоставленные им лично экспедиционные данные Ладожского озера по нужным для исследования годам.
Оценить состояние озера позволяет ежегодный экспедиционный мониторинг. Однако традиционных методов иногда недостаточно, а также они не всегда экономически выгодны. Поэтому решить эти проблемы можно путем внедрения спутникового мониторинга. Такой опыт имеется как у отечественных исследователей, так и у зарубежных.
Дистанционный мониторинг позволяет с большей дискретностью получать данные о всей акватории водного объекта, что дает ему преимущество над традиционным, так как экспедиционная деятельность не может осуществляться часто.
Целью исследования было вывести функциональную зависимость прозрачности Ладожского озера по данным со спутниковых снимков.
Для достижения поставленной цели было сформулированы следующие задачи:
a) Изучить публикации по тематике исследования.
b) Собрать данные натурных экспедиционных измерений прозрачности за 2021 год.
c) Получить и обработать снимки спутников Landsat 8 и Sentinel-2.
d) Обработать натурные и спутниковые данные о прозрачности воды за 2021 год с целью получения зависимости, позволяющей получать характеристики прозрачности воды при отсутствии фактических данных.
e) Проверить зависимости, полученные ранее, произвести их
корректировку.
С развитием техники и технологий, дистанционный мониторинг, наряду с натурными измерениями, всё шире внедряется в практику, поэтому исследования в этом направлении актуальны.
Отдельно хочется поблагодарить доктора географических наук, профессора Михаила Арсеньевича Науменко за предоставленные им лично экспедиционные данные Ладожского озера по нужным для исследования годам.
✅ Заключение
В ходе выполнения исследования были решены следующие задачи:
a) изучены публикации по тематике исследования;
b) собраны данные натурных экспедиционных измерений
прозрачности за 2021 год;
c) получены и обработаны снимки спутников Landsat 8 и Sentinel-2;
d) обработаны натурные и спутниковые данные о прозрачности воды за 2021 год с целью получения зависимости, позволяющей получать характеристики прозрачности воды при отсутствии фактических данных;
e) проверены и скорректированы полученные зависимости.
Работа по выявлению методики определения прозрачности воды Ладожского озера была проведена по снимкам спутника Landsat 8 с использованием натурных данных за 2021 год, которые были добавлены в уже имеющийся ряд за 2017 и 2019 года. Несмотря на то, что экспедиции проходили в один и тот же месяц, формула для восстановления прозрачности по спутниковым снимкам, выведенная на основе исследований за ранее указанные года, показала большие расхождения с экспедиционными данными за 2021 год . Относительные и абсолютные погрешности на порядок увеличились: 80,9 % и 2,04 м соответственно.
После неудовлетворительного результата была поставлена задача - доработать имеющуюся формулу и, тем самым, понизить ошибки при восстановлении по ней значений прозрачности воды. Данная задача была решена путем добавления значений второго мультиспектрального канала. Скорректированная формула дала хорошие результаты на независимом материале, а именно, средняя относительная ошибка приняла значение 18,4 %, а среднее значение абсолютной ошибки не превысило 0,43 м.
В результате исследований была разработана функциональная зависимость определения прозрачности воды Ладожского озера по спутниковым снимкам. Однако, при построении пространственного распределения прозрачности по полученной формуле для всей акватории, оказалось, что результаты слабо связаны с реальными значениями мониторинга озера.
a) изучены публикации по тематике исследования;
b) собраны данные натурных экспедиционных измерений
прозрачности за 2021 год;
c) получены и обработаны снимки спутников Landsat 8 и Sentinel-2;
d) обработаны натурные и спутниковые данные о прозрачности воды за 2021 год с целью получения зависимости, позволяющей получать характеристики прозрачности воды при отсутствии фактических данных;
e) проверены и скорректированы полученные зависимости.
Работа по выявлению методики определения прозрачности воды Ладожского озера была проведена по снимкам спутника Landsat 8 с использованием натурных данных за 2021 год, которые были добавлены в уже имеющийся ряд за 2017 и 2019 года. Несмотря на то, что экспедиции проходили в один и тот же месяц, формула для восстановления прозрачности по спутниковым снимкам, выведенная на основе исследований за ранее указанные года, показала большие расхождения с экспедиционными данными за 2021 год . Относительные и абсолютные погрешности на порядок увеличились: 80,9 % и 2,04 м соответственно.
После неудовлетворительного результата была поставлена задача - доработать имеющуюся формулу и, тем самым, понизить ошибки при восстановлении по ней значений прозрачности воды. Данная задача была решена путем добавления значений второго мультиспектрального канала. Скорректированная формула дала хорошие результаты на независимом материале, а именно, средняя относительная ошибка приняла значение 18,4 %, а среднее значение абсолютной ошибки не превысило 0,43 м.
В результате исследований была разработана функциональная зависимость определения прозрачности воды Ладожского озера по спутниковым снимкам. Однако, при построении пространственного распределения прозрачности по полученной формуле для всей акватории, оказалось, что результаты слабо связаны с реальными значениями мониторинга озера.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.