基于CBERS_1影像监测太湖叶绿素a浓度的季节分布状况_周连成

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1、第３１卷，第２期光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．２，ｐｐ５３０－５３４２０１１年２月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓＦｅｂｒｕａｒｙ，２０１１基于ＣＢＥＲＳ－１影像监测太湖叶绿素ａ浓度的季节分布状况周连成１，２，陈军１，２＊，孙记红１，２，付军１，２１．国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室，山东青岛２６６０７１２．青岛海洋地质研究所，山东青岛２６６０７１摘要叶绿素ａ浓度是衡量湖泊富营养化程度的重要指标。采用太湖２００３年１０月２７日和２８日的水质实验数据，构建了太湖叶绿素ａ浓度反演模型。然后将该模型应

2、用于２００６年４月５日、４月２８日、５月１６日、８月５日、１０月３０日和２００７年７月５日的６期ＣＢＥＲＳ－１影像数据，研究与探讨了太湖叶绿素ａ浓度在上述时间尺度上的变化状况。通过研究可知，太湖叶绿素ａ浓度在夏季较低，而在秋季和冬季较高，基本上能反映浮游植物年际生长的４个过程；与以往的研究对比分析可知，基于ＣＢＥＲＳ－１影像数据反演获取的叶绿素ａ浓度比实际浓度总体偏高，ＣＢＥＲＳ－１数据影像在水色遥感中的应用仍然有待进一步的研究与探索。关键词叶绿素ａ；遥感；季节分布模式；太湖中图分类号：Ｐ２３７．９文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．

3、ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１１）０２－０５３０－０５的遥感信息模型，并将该模型应用于太湖水质浓度反演。研引言究结果表明，利用ＣＢＥＲＳ－１的ＣＣＤ数据进行湖泊表层水体［４］；顾亮等利水质指标监测具有重要的现实意义和应用前景浮游植物是湖泊生态系统中最主要的初级生产者，是水用太湖水域ＭＯＤＩＳ遥感数据的各波段反射率组合计算值，生生物的重要生命物质基础，是食物链的首要环节。进入湖与实测的叶绿素ａ浓度进行相关性分析，研究与探讨基于泊的氮、磷等营养元素，通过初级生产者的同化作用，转化ＭＯＤＩＳ数据的太湖叶绿素ａ浓度反演模型。研究结果表明，为自

4、身组织，进而为浮游动物和鱼类等生命体提供营养物利用ＭＯＤＩＳ第３和１７波段反射率组合可以较好地实现对叶［５］；焦红波等利用水质分析数据和高光谱质，推动整个湖泊生态系统的循环与运转。太湖是江苏地区绿素ａ浓度的反演重要的饮用水源，兼具渔业、航运、防洪、娱乐等重要功能，数据，研究与探讨叶绿素ａ浓度的高光谱敏感反演模型。研［１］。对于该地区的经济发展和社会稳定起到举足轻重的作用究结果表明，水体的遥感反射峰信息参与建模将有利于提高［６］。自从１９９８年太湖蓝藻水华大量暴发以来，太湖营养化程度叶绿素ａ浓度的估算精度持续恶化，浮游植物的种群结构与生物量也

5、均有了明显的变通过对比分析太湖水质监测方法的研究现状可知，国内化，严重影响了太湖生态系统的平衡和沿湖居民的日常生外专家学者更倾向于对叶绿素ａ浓度瞬时空间尺度上的浓度［２］。活分布状况进行探讨，而时间尺度上的浓度变化状况受关注较遥感技术应用于太湖水体的藻类污染监测最早可以追溯少。然而，太湖水质浓度变化状况及其监测方法的研究不仅［３］。其主要思想为，通过利用实测的藻类到２０世纪９０年代是一个空间尺度上的问题，也是一个时间尺度上的问题。因生物量和一定波段反射率的相关数据，建立简单的藻类反演此，时间尺度内叶绿素ａ浓度变化状况的研究对于水质状况模型，

6、并将该模型应用于遥感影像。随着研究的深入，叶绿监测及其治理具有重要的理论和应用意义。本研究主要利用素ａ浓度的反演成为实现藻类监测的主要内容，国内外学者２００６～２００７年的６景ＣＢＥＲＳ－１的ＣＣＤ数据，并结合２００３对叶绿素ａ浓度的光谱特征和反演算法均开展了广泛的应用年１０月的太湖水质实验数据，研究与探讨了太湖叶绿素ａ性研究。雷坤等利用ＣＢＥＲＳ－１的ＣＣＤ数据和准同步数据，浓度在该时间尺度范围内的变化状况，旨在挖掘太湖叶绿素结合水质成分的光谱特征，建立了太湖叶绿素ａ浓度和总氮ａ浓度随时间变化信息及其监测方法。收稿日期：２０１０－０５－１

7、０，修订日期：２０１０－０８－２５基金项目：国家“十一五”科技支撑项目（２００８ＢＡＣ３４Ｂ０３）和中国海陆地质地球物理系列图项目（ＧＺＨ２００９００５０４）资助作者简介：周连成，１９７５年生，青岛海洋地质研究所高级工程师ｅ－ｍａｉｌ：ｇｉｓｑｄ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ＊通讯联系人ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｊｕｎ８２０７１１＠１６３．ｃｏｍ第２期光谱学与光谱分析５３１传感器和水体目标之间的大气介质对被动遥感信号具有１实验区域与实验数据很强的散射和衰减作用，以至传感器所探测到的信号，在蓝光波段，８０％以上是来自大气散射的贡献，而离水辐亮度信［１

8、０］。水太湖位于长江三角洲中下游地区，是我国五大淡水湖之号仅占总信号的１０％左右，绿光波段的比重将更小一。太湖面积为２３３８ｋｍ２，平均水深大约１．８９ｍ，是国内外色遥感的弱信号