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基于水面实测光谱的太湖蓝藻卫星遥感研究

韩秀珍 吴朝阳 郑伟 孙凌

韩秀珍, 吴朝阳, 郑伟, 等. 基于水面实测光谱的太湖蓝藻卫星遥感研究. 应用气象学报, 2010, 21(6): 724-731..
引用本文: 韩秀珍, 吴朝阳, 郑伟, 等. 基于水面实测光谱的太湖蓝藻卫星遥感研究. 应用气象学报, 2010, 21(6): 724-731.
Han Xiuzhen, Wu Chaoyang, et al. Satellite remote sensing of cyanophyte using observed spectral measurements over the Taihu Lake. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(6): 724-731.
Citation: Han Xiuzhen, Wu Chaoyang, et al. Satellite remote sensing of cyanophyte using observed spectral measurements over the Taihu Lake. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(6): 724-731.

基于水面实测光谱的太湖蓝藻卫星遥感研究

资助项目: 

国家自然科学基金项目“基于风云三号数据的太湖蓝藻水华监测模型研究” 40801176/D010702

Satellite Remote Sensing of Cyanophyte Using Observed Spectral Measurements over the Taihu Lake

  • 摘要: 水体叶绿素a含量和蓝藻密度是评价水质污染的主要参数,对监测水体蓝藻水华有重要意义。该文利用2008年11月10日和11日太湖水面实测光谱及FY 3A/MERSI,AQUA/MODIS卫星的波段响应函数,计算了卫星波段的水体表面等效反射率。水体实测光谱显示蓝藻污染提高了近红外波段的遥感反射率,在蓝光波段和绿光波段有明显的吸收谷和反射峰。根据这一原理,该文建立了近红外和红光波段的比值指数RI模型,成功反演了太湖水体叶绿素a含量(均方根误差分别为0.0174 mg·L-1和0.0188 mg·L-1)和蓝藻密度(均方根误差分别为247.21×106 L-1和275.64×106 L-1)。这一结果为分析太湖水面光学特性、水质污染状况提供了重要依据。
  • 图  1  研究区概况

    Fig. 1  Study area

    图  2  清洁水体的遥感反射率 (采样点1,5,15为蓝藻污染较少的观测点)

    Fig. 2  Measurements of remote sensing reflectance for NO.1, 5, 15 (samples of little cyanophytes contaminations)

    图  3  蓝藻污染水体的遥感反射率 (采样点25,35为蓝藻污染严重的观测点)

    Fig. 3  Measurements of remote sensing reflectance for NO.25, 35(samples of cyanophytes contaminations)

    图  4  2008年11月10日和11日遥感反射率结果比较

    Fig. 4  Comparison between the remote sensingreflectance obtained on 10 Nov 2008 and 11 Nov 2008

    图  5  垂直测量与倾斜45°测量的遥感反射率比较 (a) 清洁水体,(b) 蓝藻污染水体

    Fig. 5  Comparison between the remote sensing reflectance obtained at nadir and at 45° departure (a) clean water, (b) cyanophytes contaminations (a) clean water, (b) cyanophytes contaminations

    图  6  FY-3A/MERSI (a) 和AQUA/MODIS (b) 波段光谱响应

    Fig. 6  Spectral response in channel of FY-3A/MERSI (a) and AQUA/MODIS (b)

    图  7  基于FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS波段的叶绿素a含量和蓝藻密度RI反演结果

    Fig. 7  Chlorophyll-a content and cyanobacterial density estimation with RIderived in the FY-3A/MERSI and AQUA/MODIS band settings

    表  1  试验选择的水质参数及测量方法

    Table  1  The water quality variables and the sampling methods

    表  2  典型水体采样点信息

    Table  2  Information of typical samples for clean and cyanophytes contaminations water

    表  3  基于FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS部分波段的等效反射率对比

    Table  3  Comparison of equivalent reflectance with FY-3A/ME RSI and AQUA/MODIS standard band setings

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-08
  • 修回日期:  2010-07-05
  • 刊出日期:  2010-12-31

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