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1、第18卷第12期长江流域资源与环境Vol.18No.122009年12月ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasinDec.2009文章编号:100428227(2009)1221181206利用中巴地球资源卫星数据反演武汉市湖泊营养状态指数12112何报寅,梁胜文,丁超,杨小琴,胡柯(1.中国科学院测量与地球物理研究所,湖北武汉430077;2.武汉环境监测中心站,湖北武汉430051)摘要:以武汉市主要湖泊为例,研究了利用中巴地球资源卫星(CBERS22)数据反演水体营养状态指数(TLI)。研究旨在评估利用
2、中巴地球资源卫星数据来估算内陆水体富营养化程度的可能性。首先利用地面水质监测数据计算武汉市某些湖泊监测点的“真实的”营养状态指数(包括综合营养状态指数和修正的Carlson营养状态指数),同时,在事先经过辐射校正和几何校正的CBERS22图像上,以9×9像元为采样窗口,提取各个对应地点的灰度值均值(从波段1至波段4);然后,采用多元逐步回归分析,以各波段灰度值均值为自变量,建立营养状态指数经验遥感反演模型;最后,利用模型对整个湖泊水体的营养化状态指数进行反演,并绘制了其空间分布图。结果显示,营养2)状态指数的自然对数值与CBERS22图像各波段灰
3、度值之间存在较好相关关系,回归系数平方值(R为0151。利用反演模型反演得到的湖区水质分布与实际情况基本相符。由于CBERS22图像数据可以从我国许多数据分发中心免费获取,这为低成本的水质遥感监测提供了一条途径。关键词:营养状态指数;遥感;湖泊;中巴地球资源卫星文献标识码:A随着卫星遥感技术的发展,卫星遥感数据被越监测站提供。武汉市现有水质监测网的常规水质监来越多地用来监测和评价海洋和内陆水体的水质状测时间多为每月上、中、下旬各1次,监测的具体日况。卫星监测具有快捷、经济和覆盖范围广等地面监期也不是完全统一,部分只是双月监测。所以在数[1～3]测
4、所不具备的优点。许多卫星遥感数据可用于据选择上受到一定限制,不容易做到地面监测数据水质反演,常用的数据源包括Hyperion、MODIS、与卫星完全同步。经综合考虑,这里采用2007年7MERIS、AVHHRR等高光谱数据以及Landsat卫月上旬(主要为7月3日,部分为7月10日)的地面[4]星系列(MSS、TM、ETM+)、ASTER和CBERS监测数据。这是因为这个时间与下面的中巴资源卫等多光谱卫星遥感数据。水质遥感反演的精度依赖星的过境时间最接近,同时能保证足够的样本点。于遥感数据的辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率1.2遥感数据源和时间
5、分辨率。但分辨率越高,往往数据量也越大,本实例利用中巴地球资源卫星(CBERS22)获取意味着购买数据的花费也越高。本文试图利用中巴的影像数据。该卫星是我国和巴西共同研制的,主地球资源卫星(CBERS22)多光谱遥感数据反演武汉要用于资源与环境遥感。CBERS22分辨率为1915市主要湖泊水体的营养状态指数。由于该数据可以m,波谱设置与Landsat7ETM的前4个波段相同。免费获取,故在成本上有优势,对于低成本监测评价本例采用的武汉区域CBERS22影像数据由中国资[5]水环境质量有一定的实际意义。源卫星应用中心提供,卫星轨道373、像幅66,
6、是经过辐射校正和系统几何校正的二级光盘产品,时1数据源相为2007年7月18日。[5]资源2号卫星的相关参数参见文献,波段设1.1地面数据置见表1,其中1至4波段的设置与Landsat卫星的本实例采用的地面水质监测数据由武汉市环境TM1至TM4的相近,可以用于水质监测。收稿日期:2008211226;修回日期:2008212211基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx22yw2141);武汉市环保局课题“武汉市地表水环境质量监测优化布点研究”(0703);武汉市建委课题“遥感技术在武汉市生态环境质量监测中的应用研究”(200728
7、)作者简介:何报寅(1964～),男,广西玉林人,研究员,主要从事资源环境遥感、水文地质和全球变化记录研究.E2mail:heby@whigg.ac.cn1182长江流域资源与环境第18卷表1CBERS22卫星传感器的基本参数式中:Rj表示第j种参数与基准参数Chla的Tab.1ParametersofCCDonCBERS22相关系数;m表示评价参数的个数。传感器名称CCD相机湖泊(水库)营养状态分级:采用0～100的一系传感器类型推扫式列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级:TLI可见/近红外波段1:0.45～0.52μm(∑)<30,贫营养
8、;30≤TLI(∑)≤50,中营养;TLI2:0.52～0.59μm3:0.63～0.69μm(∑)>50,富营养;50
