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《应用实测光谱估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度》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9卷第1期遥感学报Vol.9,No.12005年1月JOURNALOFREMOTESENSINGJan.,2005文章编号:1007-4619(2005)01-0078-09应用实测光谱估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度马荣华,戴锦芳(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008)摘要:遥感方法测定水体中叶绿素含量的核心问题是建立遥感数据和叶绿素含量的定量关系;利用太湖梅梁湾附近水体的实测光谱和水质采样实验室分析,从数量上揭示了位于682nm附近和706nm附近对叶绿素含量估测最重要的两个光谱特征,分别通过比
2、值(R706/R682、R706/R572)、微分、面积、峰高、峰谷距离以及反射2峰位置等建立与叶绿素浓度的线性或非线性相关回归模型,通过R、平均误差以及RMS误差等的分析对比,认为比值和反射峰位置对叶绿素浓度有很好的指示作用,是估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度的最好方22法,其中与反射峰位置的指数关系R达0.9199,与R706/R682的直接线性关系R达0.9038。相对于706nm附近的峰谷距离、峰高以及反射峰面积而言,反射峰的位置是指示叶绿素浓度最敏感的变量;572nm附近、682nm附近以及706nm附
3、近等三个波段对探测叶绿素a具有重要作用。关键词:光谱特征;叶绿素;太湖;遥感中图分类号:TP79文献标识码:A的特征吸收系数以及后向散射系数,最后得到叶绿1引言素含量,这也是湖泊光学的重要研究内容之一,但由于这种方法需要测定湖泊水体的众多参数,这些参叶绿素是衡量湖泊富营养化的重要指标,是湖数又随特定湖泊而变化,因此实施这种方法比较困泊水质监测的重要内容。常规水质监测是人工取样难,预测精度也较低;(2)经验/半经验模型,即通过实地进行,这种方法费时费力,且只能了解监测断面水体的实测光谱曲线,选择不同波段处的叶绿素光
4、上的水质状况,对于整个水体而言,这些测点数据只谱特征的反射率值与实测的叶绿素浓度进行统计回具有局部和典型的代表意义。利用遥感快速、大范归,建立回归方程获取叶绿素浓度,使用的参数主要围和周期性的特点,可以有效地解决这种点数据意有叶绿素特征吸收峰和反射峰所在波段的反射[6)10][6,7]义的局限性,节省人力物力财力。遥感方法测定水比、特征反射峰的位置、690nm附近反射率[9,11,12]体中叶绿素含量的核心问题是建立遥感数据和叶绿的一阶微分值等,但是不同的水体,同一水体素含量的定量关系,该关系由两个部分组成:(1
5、)水在不同的季节,由于水中物质含量以及组成细胞的体叶绿素和水面光谱反射率的关系;(2)大气中的水不同,估测叶绿素浓度所使用的参数和方法就会有面和遥感器光谱反射率的关系。前者是后者研究的所差别,建立的模型也不同,其精度和适用性等都值基础。在水体叶绿素和水面光谱反射率关系的研究得研究。方面,尤其对于内陆湖泊水体的研究,众多学者已经太湖是中国5大淡水湖之一,同时也是中国富作了大量工作,建立了不同的叶绿素遥感估测模型,营养化较为严重的湖泊之一。实地测试的光谱曲线[1)5]大致可以分为两类:(1)理论/半分析模型,即首是太
6、湖水体物质的综合反应,影响因素大致可分为[13]先根据水体光学特性确定吸收系数、后向散射系数3类:(1)黄色物质,主要是由黄腐酸,腐殖酸组成以及表面反射率的理论关系,然后根据实测的反射的溶解性有机物;(2)悬浮物质,主要是浮游植物死率计算实际吸收系数与后向散射系数,联系叶绿素亡产生的有机碎屑以及陆生或湖体底泥再悬浮而产收稿日期:2003-07-15;修订日期:2004-01-15基金项目:中国科学院领域前沿项目(CXNIGLAS-A02-014),中国科学院南京地理与湖泊研究所所长基金(NIGLAS220445)
7、;江苏省自然科学基金青年科技创新人才学术带头人项目(BK2004422)。作者简介:马荣华(1972)),男,山东费县人,博士,南京大学城市与资源学系地图学与地理信息系统专业毕业,目前主要从事水质遥感、GIS数据挖掘的认知理论研究,发表论文20余篇。第1期马荣华等:应用实测光谱估测太湖梅梁湾附近水体叶绿素浓度79生的无机、有机悬浮颗粒,对于太湖而言,底泥的再ProFR便携式分光辐射光谱仪,波长范围350)2500悬浮占了很大比重;(3)浮游植物,主要是各种浮游nm,采样时间10次/秒,波长精度:+/-1nm,35
8、0)藻类。考察叶绿素的光谱特征需要统筹考虑上述31050nm范围内光谱分辨率3.5nm,其他范围内种物质的相互作用。本文通过太湖梅梁湾附近水体10nm;1m长标准光纤探头,25b前视场。测量时间在的实测光谱和水质采样分析,在光谱特征分析的基2003年3月27日13)15点以及6月15日10)15础上,运用不同方法,寻找估测太湖梅梁湾附近水体点,测量时间内天空基本无云,风力
