内陆水体水质遥感和水质模型数据同化是学科的前沿方向，同时也是智慧流域建设的关键技术。本书针对其中的关键科学问题进行了探索，初步搭建了流域水质遥感和模型数据同化的框架体系。本书主要分为湖库水质遥感反演和流域水质模型数据同化两大部分。前者包括基于统计模型的湖库水质遥感反演技术、基于机器学习的湖库水质遥感反演技术、基于集合建模的湖库水质遥感反演技术、考虑水生植物物候特征的湖泊水质遥感监测技术。后者包括复杂河网一维水动力水质模型数据同化技术、二维水动力水质模型数据同化技术、三维水动力水质模型数据同化技术。本书成果是智能仿真理论技术体系重要组成部分，未来融合水循环模型、水利大数据、流域虚拟仿真、自适应仿真、数据同化、高性能计算、云计算等技术的流域水循环智能仿真理论技术框架呼之欲出。本书可供水文水资源、水环境、水生态、水灾害、水利工程、水信息学、水利遥感等专业科技人员及高等院校相关专业师生参考。

冶运涛，河南许昌人，中国水利水电科学研究院正高级工程师。分别在武汉大学和清华大学获学士和博士学位。主要从事水信息学与水资源学方面的研究。在智慧流域和水利大数据、水资源智能监控、水循环模型和虚拟仿真、水质遥感和模型数据同化、水循环状态诊断预警等方面取得一定创新性成果。已发表论文98篇，出版专著7部，授权发明专利21项、实用新型11项，获计算机软件著作权15项，获省部级一等奖1项、二等奖3项和三等奖1项，获中国水利水电科学研究院组建60周年“优秀成果奖（基础类）”1项、优秀论文奖4项，获2019年度“生产力促进（服务精英）奖”，入选水利部先进实用技术推广目录成果1项，参编行业标准1项、技术指导文件2项。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.3 拟解决的关键科学问题
1.4 主要研究内容和技术路线
参考文献
第2章 基于统计模型的湖库水质遥感反演技术
2.1 引言
2.2 研究区域概况
2.3 数据获取
2.4 半经验/半分析模型
2.5 南四湖水体叶绿素a浓度反演
2.6 南四湖水体总悬浮物浓度反演
2.7 南四湖水体浊度反演
2.8 本章小结
参考文献
第3章 基于机器学习的湖库水质遥感反演技术
3.1 引言
3.2 基于粒子群优化和支持向量机的水质参数智能遥感反演技术
3.3 基于灾变离散粒子群-偏最小二乘法的水质遥感反演技术
3.4 本章小结
参考文献
第4章 基于集合建模的湖库水质遥感反演技术
4.1 引言
4.2 叶绿素a浓度遥感反演集合建模方法
4.3 叶绿素a浓度集合建模方法应用
4.4 本章小结
参考文献
第5章 考虑水生植物物候特征的湖泊水质遥感监测技术
5.1 引言
5.2 数据获取和处理
5.3 草型湖泊水体总悬浮物浓度和浊度遥感监测方法
5.4 水生植物物候特征识别
5.5 微山湖水生植物时空变化监测
5.6 水生植物对水质的指示作用
5.7 微山湖水质时空变化分析
5.8 本章小结
参考文献
第6章 复杂河网一维水动力水质模型数据同化技术
6.1 引言
6.2 数字河网的图数据结构
6.3 河网一维水流水质数值模型
6.4 并行计算原理及模型并行框架设计
6.5 集合卡尔曼滤波EnKF算法
6.6 模型算例分析
6.7 模型初步应用
6.8 本章小结
参考文献
第7章 基于改进自适应网格的二维水动力模型构建技术
7.1 引言
7.2 二维水动力模型控制方程
7.3 基于改进自适应网格的二维水动力模型构建
7.4 基于改进自适应网格的二维水动力模型并行化改造
7.5 基于改进自适应网格和并行计算的二维水动力模型验证
7.6 基于改进自适应网格的二维水动力模型应用
7.7 本章小结
参考文献
第8章 二维水动力模型不确定性分析与数据同化技术
8.1 引言
8.2 水动力模型参数不确定性分析方法
8.3 曼宁糙率系数不确定性分析
8.4 水动力模型粒子滤波数据同化
8.5 本章小结
参考文献
第9章 基于改进自适应网格的二维水动力水质模型构建技术
9.1 引言
9.2 二维水动力水质模型控制方程
9.3 基于改进自适应网格的二维水流-污染物输运模型
9.4 基于改进自适应网格的二维水质模型
9.5 本章小结
参考文献
第10章 基于星地协同监测的二维水质模型数据同化技术
10.1 引言
10.2 鄱阳湖水质模型数据同化方案设计
10.3 基于多源观测数据的鄱阳湖水质模型数据同化
10.4 本章小结
参考文献
第11章 基于星地协同监测的三维水质模型数据同化技术
11.1 引言
11.2 基于EFDC的水动力水质模型
11.3 太湖水质模型构建
11.4 太湖水质模型数据同化试验分析
11.5 本章小结
参考文献
第12章 结论与展望
12.1 结论
12.2 展望