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《富营养化的太湖水体叶绿素a浓度模型反演》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第11卷第5期2009年10月地球信息科学学报JOURNALOFGEO-INFORMATIONSCIENCEVo1l11,No15Oc1t,2009富营养化的太湖水体叶绿素a浓度模型反演杨煜,李云梅,王桥,乐成峰,孙德勇,黄昌春(南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京210046)摘要:半经验模型反演叶绿素a浓度是目前遥感反演水体叶绿素a浓度的主要方法。但是,大量研究结果表明,太湖水体浑浊,富营养化严重,各种半经验模型的反演精度和模型适用性有较大差异。因此,研究一种既满足一定精度要求,又具有时间普适性的叶绿素a浓度反演算法,对提高模型适用
2、性,促进遥感的反演应用具有重要意义。本研究通过2005年6-10月地面实测数据,建立太湖叶绿素a浓度一阶微分反演模型、波段比值反演模型和三波段反演模型,对比各模型反演效果,认为波段比值模型与三波段模型具有较好的反演效果。运用2006年11月和2007年11月实测数据对这三种模型加以检验,结果表明,三波段模型反演高富营养化的太湖水体,不仅精度高,平均误差仅为实测浓度差的813%,而且适用性较强,不同年份数据的检验结果证明平均误差均低于实测浓度差的20%。因此,三波段模型是这三种反演模型中效果最好的一类模型。关键词:叶绿素浓度;反演模型;太湖;富营养
3、化1引言与遥感数据之间的相关性;李素菊等在巢湖流域利用波段比值及690nm处遥感反射率的一阶微分藻类中叶绿素a是叶绿素的主要成分,其含值,分别建立两个叶绿素a浓度反演模型,获得量的高低与水体藻类的种类、数量等密切相关,了较高的反演精度[5];段洪涛等在查干湖利用归[5];段洪涛等在查干湖利用归其浓度影响水色、水质及水中初级生产力,是水一化荧光峰高度法反演叶绿素a含量精度较高[6]。体营养状态的表征参数然而,对于浑浊的富营养化水体,高浓度的悬浮[1]。因此,叶绿素a浓度[1]。因此,叶绿素a浓度是水质状况评价的一个重要指标。含有叶绿素a物和黄质,使
4、背景光学特性发生显著变化,水体的水体反射光谱在440nm附近有一吸收峰,在的反射光谱更加复杂,蓝绿波段所反映的叶绿素a550nm附近有一反射峰,在685nm附近有较明显信息在很大程度上被减弱,使得叶绿素a的诊断的荧光峰,这些吸收和散射光谱特征是建立叶绿波段向长波方向发生移动[7],同时,大量藻体覆[7],同时,大量藻体覆素a反演半经验模型的理论基础,而相应波段即盖的湖水还会呈现出植被特性,鉴此,有学者提为叶绿素a反演的特征波段。因此,对特征波段出通过优化植被遥感反演叶绿素a浓度的三波段的遥感信息进行微分、取对数、波段比值等处理,模型,建立适合水体
5、叶绿素a的反演模型。结果能获得更好反映其光谱特征的遥感指标,用以建表明,三波段模型在叶绿素a含量范围为414~立叶绿素浓度与遥感指标的一元或多元回归模型,3的富营养浑浊二类水体的反演中有较3078mg/m这是叶绿素a浓度反演的重要方法。如Luoheng[8]。以上研究多是针对特定水体、高的反演精度Han特定时期建立的叶绿素浓度反演模型。对于太湖[2]通过美国BranchedOak湖的实验表明,690nm处的一阶微分模型能较好地反演叶绿素浓水体而言,这三种反演算法对太湖的适用性差异度;Bagheri分析,目前还尚未见报道。[3]等利用不同的遥感数据
6、,采用不同的波段比值,反演了叶绿素浓度,取得了较好的太湖是典型的内陆大型浅水湖泊,面积为效果;王学军等[4]通过在太湖流域对波段组合取[4]通过在太湖流域对波段组合取233811km2,平均深度仅为119m。自东向西有东2,平均深度仅为119m。自东向西有东对数或水质参数取对数的方法,增强了水质参数太湖、胥口湾、贡湖湾、梅梁湾和竺山湾五个湖收稿日期:2008-12-24;修回日期:2009-07-04.基金项目:/十一五0国家科技支撑计划项目(2008BAC34B05),江苏省2008年度普通高校研究生科研创新计划项目(CX08B_014Z),江
7、苏省2008年度普通高校研究生科研创新计划项目(CX08B_015Z)共同资助。作者简介:杨煜(1984-),女,在读研究生,主要从事环境遥感方面研究。E-mail:njnuyangyu@1261com598地球信息科学学报2009年湾,分别被东山、凤凰山、军嶂山和马山所隔开。+)为水体表面入射其中,Lw为离水辐亮度,Ed(0目前,这几个湖湾大都因为水流缓慢、水浅及盛总辐照度,Lsw为总离水辐亮度信息,Lsky为天空漫行风向的作用而成为太湖受污染或富营养化较为反射光,r为气-水界面反射率,Lp为标准灰板实严重的地方。根据李云梅等研究,太湖富营养化
8、测辐亮度值,Qp为标准灰板反射比。在计算遥感状态的空间分布呈现由南到北,由东到西,富营养化程度逐渐升高的趋势,重度富营养化地区主反射率时
