利用MERIS产品数据反演太湖叶绿素a浓度研究

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1、固匠匾遥感信息利用MERIS产品数据反演太湖叶绿素a浓度研究①①②③④'⑤宋瑜，宋晓东，郭照冰，周慧平，江洪(①中国科学院城市环境研究所，厦门361021；②环境科学与工程学院，南京信息工程大学，南京210044；③环保部南京环境科学研究所，南京311300；④国际地球系统科学研究所，南京大学，南京210093；⑤国际空间生态与生态系统生态研究中心，浙江林学院，杭州311300)摘要：第三代水色传感器MERIS的荧光通道的合理设置为荧光遥感法的应用提供了广阔的发展前景。利用FLH)一MERIS数据、同步地面光谱和水

2、质监测数据，分别通过基线荧光高度(、归化荧光高度(NFH)和最大叶绿素指数(MCI)建立了太湖叶绿素a浓度的荧光遥感估算模型。结果表明：MERIS荧光参数中最大叶绿素指数(MCI)较基线荧光高度(FLH)更适合太湖水体叶绿素a浓度的反演；归一化荧光高度(NFH)与实测叶绿素a浓度间的拟合效果最好。最后选取NFH进行MERIS荧光遥感模型的太湖叶绿素a浓度的反演，其结果客观地反映了太湖水体叶绿素a浓度的空间分布格局。关键词：叶绿素a；MERIS；荧光遥感；太湖TP751文献标识码A文章编号：1000—3177(200

3、9)104—0019—06中图分类号：：太湖叶绿素a浓度及其空间分布进行反演研究。1引言2数据获取与处理a一叶绿素是最重要的内陆水质参数之，通过测定叶绿素a浓度表明水体中藻类的现存量来评价水根据太湖多年水质监测数据中主要污染物的时体富营养化程度是目前水环境监测中最常用、也是最空分布情况，本研究的野外实验采样点基本沿太湖一11“]70的航线分布，从梅梁湾向湖心方向延伸，并兼顾贡湖直接有效的方法之。从20世纪年代开始，人们对于水体叶绿素浓度遥感反演的研究工作已有口附近(图1)。野外采样时间为2007年11月2E。卅]一

4、日三十多年1978NASA，天气晴朗无云，组织人员、船只进行太湖水体表。从年美国第代水色传感器CZCS到SeaWiFS、MODIS和MERIS，水体层光谱测量并采集太湖表层水样(水下50cm处水l_8q⋯样)。室内表层水样叶绿素a的测定采用分光光度叶绿素反演算法不断发展。蓝绿比值法对于开阔大洋的一类水体已经形成成熟的算法；然而法，水体透明度、溶解氧、水温、风速风向等参数采用，’’’。00。F1，n(rEI20InFl，n20F12030对于近岸二类水体和内陆水体来说，蓝绿比值法已不能完全适用，荧光遥感法成为有效的重

5、要补[】”"]aa充。从叶绿素荧光产生机理上看，叶绿素荧光是依存于叶绿素光合作用过程中产生的能量[1”¨]释放。由于荧光遥感的影响因素复杂，荧光遥感算法正处于不断发展之中。目前，在太湖叶绿素a浓度的反演研究中，通常采用的遥感数据源’为LandsatTM／ETM、中巴资源卫星CBER孓1、r】’q川MODIS和Hyperion等数据。本文尝试基于MERIS数据，通过建立荧光参数遥感反演模型，对图1太湖野外实验采样点分布图——收稿日期一09～19修订日期：20081229：2008基金项目：科技部973项目(2005C

6、B422208，2005CB422207)；国家自然科学基金项目(40671132)。1983~)作者简介：宋瑜(，女，博士研究生，现主要从事环境遥感研究。E-mail：ysong@iue．ac．en-mailonnu通讯作者：江洪E：anj．edu．cn。jighg@19遥感信息口目匝日现场记录的方式获取。水样实验室分析结果显示，式中P为离水辐射率，DN是卫星遥感影像的像a5~setcaleet叶绿素浓度范围为．61245．39~g／L，采元数值，Off为偏移量，S为缩放比。Offs和／。其中样点04和10叶绿素

7、a浓度高达245．39~g／L和Scale这两个参数可在元数据(GADS)中获取。99．87a(2)几何校正。MERRR2P~g／L，其余各采样点的叶绿素浓度均在—一数据经纬度信息40~g／L以下。采样点04和10蓝藻污染严重，分别作为附带信息存储在TiePointGrid里，可以以灰呈片状漂浮和不均匀分布，采样分析的叶绿素浓度度影像的形式打开。BEAM作为查看、分析和处理[2引EN有较大的偶然性。遥感数据的工具软件，开发的目的是为了方便水体反射光谱的测量使用美国ASD公司生产VISAT数据的处理及应用。通过对比B

8、EAM～4的便携式分光辐射光谱仪．1．1软件利用MERIS数据捆绑的地面位置控制，波长范围350～ENVI42500nm，其中3501000nm光谱分辨率为3rim，点(GPC)和使用．4的GeoreferenceMERISi000~2500nm光lOnm10进行校正的结果谱分辨率为，采样时间，发现前者的校正精度较好。因此。次／秒，Im长标准光纤探头，25前