高光譜遙感內(nèi)陸水質(zhì)監(jiān)測研究

時間：2007-03-16 來源：中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所，遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 作者：張兵、李俊生、鄭蘭芬 童慶禧

摘 要:隨著水質(zhì)污染問題的日漸嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測已成為社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大問題。遙感技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢為水質(zhì)監(jiān)測和研究開辟了新的途徑，它可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)快速、大范圍、低成本、周期性動態(tài)監(jiān)側(cè)。然而，由于內(nèi)陸水體的光學(xué)特性比較復(fù)雜，與大洋水體遙感研究相比，內(nèi)陸水體的遙感監(jiān)測始終是一個技術(shù)難點(diǎn)。當(dāng)前內(nèi)陸水質(zhì)遙感監(jiān)測的一個重要發(fā)展趨勢就是高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)的越來越廣泛的應(yīng)用。內(nèi)陸和近岸水體光譜特性復(fù)雜多變，只有高光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)才能更加有效地捕捉這些光譜信息，從而提高內(nèi)陸水質(zhì)監(jiān)測的精度。利用遙感數(shù)據(jù)反演水質(zhì)參數(shù)通常有三種方法，即經(jīng)驗(yàn)方法、半經(jīng)驗(yàn)方法和基于生物光學(xué)模型(水中輻射傳輸模型)的分析方法。與經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)方法相比，分析方法具有明確的物理意義，其通用性和反演的精度要更高。不過，分析方法的建立需要大量水面實(shí)測數(shù)據(jù)的支持，而且模型中仍然有一些假設(shè)和有待完善的地方。本研究以富營養(yǎng)化污染比較嚴(yán)重的太湖梅梁灣為試驗(yàn)區(qū)，在16個水面采樣點(diǎn)測量了水面光譜，并采集水樣后送到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量水質(zhì)參數(shù)和固有光學(xué)量。在分析、總結(jié)了太湖梅梁灣水體表觀光學(xué)特性和固有光學(xué)特性的基礎(chǔ)上，建立了同時反演三種典型水質(zhì)參數(shù)—葉綠素、懸浮物和黃色物質(zhì)的基于生物光學(xué)模型的分析方法，并取得了較好的反演精度。試驗(yàn)表明，在內(nèi)陸水質(zhì)參數(shù)遙感監(jiān)測中，高光譜遙感數(shù)據(jù)是最佳的數(shù)據(jù)，基于生物光學(xué)模型的分析方法是反演算法的發(fā)展趨勢。本文的研究工作為業(yè)務(wù)化運(yùn)行的內(nèi)陸水質(zhì)監(jiān)測奠定了理論和方法上的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:高光譜，水質(zhì)監(jiān)測，內(nèi)陸水體，生物光學(xué)模型，分析方法

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