夏季巢湖總懸浮物濃度估測模型研究.pdf

1、內(nèi)陸水體的總懸浮物濃度是水質(zhì)評價重要指標(biāo)之一,目前對于內(nèi)陸水體總懸浮物濃度研究多以實(shí)測或選取最優(yōu)模型估算獲得,缺乏對各類模型的較全面評價。本文以巢湖為研究區(qū),利用2009年6月13日～16日野外實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)測數(shù)據(jù),研究了巢湖水體固有與表觀光學(xué)特性,分析了總懸浮物濃度的敏感波段;利用實(shí)測高光譜遙感數(shù)據(jù)建立了多種半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?通過分析水體固有光學(xué)特性,結(jié)合輻射傳輸模型,建立了近紅外單波段生物光學(xué)模型,并對各類模型進(jìn)行全面分析;同時結(jié)合2009

2、年6月13日準(zhǔn)同步環(huán)境1號高光譜遙感數(shù)據(jù),探討適用于該數(shù)據(jù)的懸浮物濃度估測算法,建立基于環(huán)境1號衛(wèi)星HSI數(shù)據(jù)的總懸浮物濃度估測模型,制作總懸浮物濃度專題圖,為促進(jìn)環(huán)境1號衛(wèi)星的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。
　　 通過研究,可以得出以下結(jié)論:
　　 (1)巢湖水體光學(xué)特性與總懸浮物濃度敏感波段。
　　 綜合分析水體光學(xué)特性發(fā)現(xiàn),巢湖水體呈現(xiàn)典型內(nèi)陸二類水體光學(xué)特性。通過水體各組分吸收與散射特性以及水體表觀光學(xué)特性的分析,同時結(jié)

3、合實(shí)測總懸浮物濃度數(shù)據(jù),最終確定巢湖總懸浮物濃度估測適宜波段為700～850nm。
　　 (2)利用實(shí)測遙感反射率數(shù)據(jù)構(gòu)建半經(jīng)驗(yàn)與生物光學(xué)模型。
　　 結(jié)合敏感波段分析、實(shí)測遙感反射率與實(shí)測總懸浮物濃度,建立多種總懸浮物濃度估測模型,均取得較好的結(jié)果,主要包括:單波段模型,單波段光譜微分模型,波段比值模型,近紅外峰高模型,近紅外反射峰面積法模型。綜合對比各類模型,發(fā)現(xiàn)波段比值模型精度最高(R2=0.863),模型為SS=

4、631.14×R719/R714-512.33;本文提出的近紅外反射峰面積算法亦具有較好的估測效果(R2=0.834)和理論基礎(chǔ),模型為SS=166.6×sum(H748～H863)+7.8812,(sum(H748～H863)為近紅外反射峰面積近似值);生物光學(xué)模型有著明確的物理意義,模型精度略低,800nm和820nm處模型精度分別為R2=0.577以及R2=0.594,但是該模型具有模型結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定、計(jì)算效率高、應(yīng)用方便等優(yōu)勢,模

5、型為:
　　 SS=2.07×R800/(0.4319×(0.00255-0.0522×R800))SS=1.99×R820/(0.42995×(0.00255-0.0522×R800))。
　　 (3)利用環(huán)境1號高光譜數(shù)據(jù)估測巢湖總懸浮物濃度。
　　 利用環(huán)境1號高光譜數(shù)據(jù),結(jié)合地面實(shí)測總懸浮物濃度建立半經(jīng)驗(yàn)估測模型,利用高光譜圖像數(shù)據(jù)估測巢湖總懸浮物濃度;同時利用線性校正的方法將衛(wèi)星DN值校正為水面遙感反射