MATLAB在遥感环境监测中应用.pdfVIP

MATLAB在遥感环境监测中的应用 胡举波 仇雁翎 夏四清赵建夫 (同济大学环境科学与工程学院，上海200092) 摘要 本文简速了MATl．AB软件的起源和发展，介绍了其主要功能及特点。通过数据处理与分 析的应用实例，展示其在环境科学研究中的应用潜力．文中的第一个实例是MATI。AB在多项水 质参数的综合分析中的应用，另一个实例是MATI。AB应用于数据的曲线拟和。最后文中竹于该 软件在环境领域研究中的应用潜力和优势展开了讨论。 关键词 MATLAB环境监测曲线拟和 现代社会是追求可持续发展的社会．可持续发展特别强调环境与资源的长期承载能力。强调发展对改善 环境的重要性．为确保整个人类生存与发展环境的可持续性．我们需要实时、动态的掌握地球上资源变化的 信息．从而得到与人类的生存相关的环境信息和与发展相关的变化信息，这些动态信息的获取正是遥感的技 术特长，作为一种监测手段，遥感技术具有宏观、综合、实时、动态的特点，30年来，遥感技术已成为大范围环 境监测的一种主要技术手段． 遥感技术在环境监测中的应用。给我们提供全方位的大量实时数据的同时。也对环境监测领域传统的以 环境研究中应用的潜力，以抛砖引玉，吸引更多的业内人士研究如何更好的把这个优秀的软件应用到环境领 域，以提高环境领域的数据处理与分析水平． 1 MATLAB概述 1．1 MATLAB的起源与发展 Cleve 阵特征值)．70年代后期，任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Moler为减轻学生编程负担．设计了一组 动下。由Little、Moler、Steve 场．从这时起，MATI．AB的内核采用C语言编写。迄今MATI。AB已推出了7．0+SP2版。 历经20余年的发展．MATI。AB功能不断增多，已被广泛的应用于科研和工程运算，成为影响最大的计 算软件：在欧美大学里．诸如数学课程的教科书都把MATI．AB作为内容；在国际学术界。MATI。AB已经被确 认为准确、可靠的科学计算标准软件；在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的 首选软件工具口“．5]． 1．2 MATLAB的主要特点和功能乜“’5] (1)语言简洁．数值处理效率高。MATI。AB的数值运算专门为矩阵和向量优化，数据处理功能强大，而 过程简洁。 MATI，AB具有了数值和符号双重计算能力。用户可以视具体问题而进行适当的选择。 (3)语言结构优秀．MATI，AB在语言结构上继承了C的优点．具有结构化的控制语句。同时还有面向对 一291— 象的编程特性。 (4)图形功能强大。它既包括对二维和三维数据可视化、图像处理、动画制作等高级绘图命令，也包括可 以完全修改图形局部及编制完整图形界面的低级绘图命令。 (5)附带工具箱。MATI。AB拥有自动控制、信号处理、图像处理、模糊逻辑、神经网络、小波分析、最优 化、数理统计，偏微分方程等数十个具有专门功能的工具箱，功能丰富而强大。 (6)开放性强。除内部函数外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件． 的接口也很丰富。 MATLAB环境的EXE文件，这进一步扩大了MATLAB的适用范围。 2 MATLAB在数据分析处理中的应用实例 2．1 数据分析与筛选 以上海市黄浦江上游支流胥浦塘为研究对象，选择所分析处理的水质参数为：DO，CODe，，BODs，NH，- N，NO，一N，TN、TP和叶绿素。 权值)和向量模法分析水质‘1 月、2003年1月和2004年3月，相关数据见下表1． 表1 胥浦塘5年问最差水质时段Img／1) 水质参数＼日期 2000年1月 2001年7月 2002年2月 2003年1月 2004年3 DO 6．25 1．39 3．96 5．89 5．39 C()D-Cr 18．30 25．40 16。00 17．80 21．50 BoD5 6．96 3．53 3．97 2．88 4．6l 续表 水质参数＼日期