MODIS輔助深圳灣HJ CCD影像懸浮泥沙濃度反演研究.pdf

1、近岸河口海灣水體較渾濁，屬于Ⅱ類水體。懸浮泥沙濃度是水體的最重要的三大水質(zhì)參數(shù)之一，對海岸帶沖淤變化進程以及對水體生態(tài)環(huán)境變化都具有重要意義。傳統(tǒng)的船舶采樣方法既耗時又費力，對于動態(tài)變化極大的河口海灣監(jiān)測十分不利。遙感以其大面積高效率長時序獲取數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，在水環(huán)境研究領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。本文以經(jīng)過驗證的MODIS懸浮泥沙濃度(Suspended Sediment Concentration，SSC)反演結(jié)果為基礎(chǔ)，建立HJ-1A/1B衛(wèi)

2、星CCD影像的反演模型，開展深圳灣的懸浮泥沙濃度定量反演研究，驗證了在不精確大氣校正條件下的參數(shù)反演的可行性，對于推動環(huán)境衛(wèi)星的應(yīng)用發(fā)展具有積極意義。本文的主要貢獻如下:
　　(1)MODIS影像SSC反演模型
　　針對MODIS/Terra影像250m空間分辨率數(shù)據(jù)，利用SeaDAS version6.4官方軟件包進行大氣校正獲得遙感反射率。結(jié)合2007、2008年兩年2個站位的同步實測懸浮泥沙濃度數(shù)據(jù)建立深圳灣的紅光/綠

3、光波段比值敏感因子的反演模型。其中的指數(shù)模型，R2為0.80，均方根誤差為5.06，相對誤差為15％，能夠滿足反演精度要求。
　　(2)基于MODIS的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD懸浮泥沙濃度RC、SSCI反演試驗
　　利用經(jīng)過精確的瑞利校正HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)得出遙感反射率，以與HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)準同步的2009-2012年的指數(shù)模型提取的MODIS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行懸浮泥沙濃度RC（Rayleigh C

4、orrection）方法反演試驗。HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)經(jīng)過精確的瑞利散射校正得出遙感反射率，以基線原理分析CCD紅光通道指數(shù)在不同渾濁程度的Ⅱ類水體中懸浮泥沙濃度所表現(xiàn)的基線高度變化，達到有效解決渾濁水體傳統(tǒng)水色遙感大氣校正剔除氣溶膠多次散射信號困難的問題，即懸浮泥沙濃度指數(shù)(Suspended Sediment Concentration Index，SSCI)方法。利用該方法計算的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD遙感反射率數(shù)據(jù)，

5、以與HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)準同步的2009-2012年指數(shù)模型提取的MODIS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行懸浮泥沙濃度指數(shù)SSCI反演試驗。
　　(3)HJ-1A/1B影像RC和SSCI懸浮泥沙濃度反演以及精度驗證。
　　建立MODIS數(shù)據(jù)輔助的基于RC方法的HJ-1A/1B影像單波段、波段比值、單個CCD和4個CCD的深圳灣懸浮泥沙濃度指數(shù)反演模型，以及建立MODIS數(shù)據(jù)輔助的基于SSCI方法的單波段的單個CCD和4個CCD的

6、深圳灣懸浮泥沙濃度指數(shù)反演模型，并進行精度驗證和評價。模型檢驗表明，對于任意選取的CCD傳感器數(shù)據(jù)，其RC模型和SSCI模型都有較高的決定系數(shù)R2和較低的均方根誤差RMSE(R2≥0.76，RMSE≤11.78)，模型能夠滿足反演要求。其中，基于MODIS輔助的HJ-1A/1B衛(wèi)星CCD傳感器SSCI紅光波段的指數(shù)模型最適合反演深圳灣水域的懸浮泥沙濃度，模型反演的懸浮泥沙產(chǎn)品表明，該方法能為MODIS退役之后的以HJ-1A/1B衛(wèi)星CC