基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的太湖富營(yíng)養(yǎng)化遙感評(píng)價(jià).pdf

1、以我國(guó)第三大內(nèi)陸淡水湖泊太湖為研究對(duì)象，通過野外實(shí)地采樣獲取的水體遙感反射率以及水質(zhì)參數(shù)等數(shù)據(jù)，確定了太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)遙感評(píng)價(jià)的水質(zhì)因子；進(jìn)而基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星高光譜影像數(shù)據(jù)和多光譜影像數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建了太湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的三波段和回歸評(píng)價(jià)模型，并結(jié)合地面同步實(shí)驗(yàn)，對(duì)模型的精度和適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)；利用2009年至2011年獲取的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)對(duì)太湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)時(shí)空分布進(jìn)行評(píng)價(jià)和對(duì)比分析。研究成果將促進(jìn)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)在內(nèi)陸水體富

2、營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的利用，為內(nèi)陸水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。
　　研究結(jié)果如下：
　　(1)太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化遙感評(píng)價(jià)的水質(zhì)因子
　　葉綠素濃度是連接水面遙感信息與富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。一方面，葉綠素對(duì)太湖水面遙感反射率有較大影響，特別是在紅光和近紅外波段，其影響達(dá)到最大值，因此，其變化信息能夠較為充分地反應(yīng)在水面遙感信息中；另一方面，僅采用葉綠素濃度作為富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果與綜合評(píng)價(jià)結(jié)果相比，平均相對(duì)誤差為5

3、.97％。所以本研究中將葉綠素濃度確定為太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化遙感評(píng)價(jià)的水質(zhì)因子。
　　(2)基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星高光譜數(shù)據(jù)的太湖富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)模型
　　根據(jù)三波段算法原理，結(jié)合地面實(shí)測(cè)的高光譜數(shù)據(jù)，確定可以有效反映葉綠素濃度光譜特征的波段為680nm、694nm以及717nm，其所對(duì)應(yīng)的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星高光譜數(shù)據(jù)波段分別為B73、B76和B80；基于此構(gòu)建了太湖水體富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)高光譜評(píng)價(jià)模型，
　　TLI(Rrs)=104.05*((

4、Rrs(λB73)-1-Rrs(λb76)-1)*Rrs(λB80))+47.132
　　該模型的R2為0.7868，平均相對(duì)誤差為9.19％。
　　(3)基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)的太湖富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)模型
　　利用地面實(shí)測(cè)的高光譜數(shù)據(jù)參照環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)的波段設(shè)置，模擬星上多光譜數(shù)據(jù)，對(duì)比39種波段組合方案，構(gòu)建了基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星多光譜太湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)評(píng)價(jià)模型，
　　TLI(Rrs)=168.03*(HJ4

5、+HJ2)/(HJ1+HJ3)-91.55
　　精度驗(yàn)證表明模型的平均相對(duì)誤差為11.77％。
　　(4)太湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)時(shí)空分布
　　根據(jù)構(gòu)建的太湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)多光譜評(píng)價(jià)模型，結(jié)合環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)，對(duì)太湖水體2009年1月至2011年12月的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行了連續(xù)的監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前太湖水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度依舊較為嚴(yán)重，在2009年至2011年中，最嚴(yán)重月份的重度富營(yíng)養(yǎng)化水體分別占79.32％、41.23％