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南京地理所湖泊蓝藻卫星遥感反演研究取得进展
  文章来源:南京地理与湖泊研究所 发布时间:2014-10-08 【字号: 小  中  大   

  湖泊水体富营养化现已成为一个全球性的普遍问题,与之相伴的一个现象是蓝藻水华的频繁暴发。遥感技术具有监测范围大、速度快、周期性强、成本相对低廉等优点,能够弥补常规水质监测方法定时定点的不足,节省大量的人力、物力,是进行蓝藻水华监测的最佳选择之一。虽然近年来针对II类水体水华遥感监测的研究已取得了巨大的进步,但由于太湖水体光学组分复杂,以及遥感影像大气校正困难等诸多条件的限制,在太湖获得长时间序列的蓝藻定量反演数据仍然是难以攻克的难题。在国家“863”计划、国家自然科学基金等项目联合资助下,澳门赌场南京地理与湖泊研究所湖泊环境遥感马荣华研究团队,在内陆湖泊水体藻蓝素浓度遥感定量反演方面取得新进展。

  藻蓝素(Phycocyanin, PC)是蓝藻携带的独有色素,具有独特的吸收特征光谱。该研究利用PC的吸收特性,设计并建立了一个新的PC反演模型。研究从理论上推导、分析、并模拟了使用该方法进行PC遥感反演的可行性,然后使用实测数据验证,获得基于实测遥感反射比(Remote sensing reflectance, Rrs)PC反演模型。使用辐射—传输方程模拟将该模型推导到瑞利反射率(Rayleigh-corrected reflectance, Rrc)上,并将其应用于MERIS长时序的Rrc数据得到PC分布结果。根据光谱分析、图像对比、直方图对比等一系列科学分析手段证明了该算法对气溶胶,薄云,太阳耀斑以及悬浮泥沙等干扰都不敏感,因此使得太湖MERIS有效数据从<1%提升到>50%。据此建立的基于MERIS的长时间序列(2002-2012)的PC数据集,揭示了季节性变化、年际变化、以及不同湖区的相异性。通过将此算法思路试用于其它湖泊如滇池、巢湖等,显示了这种思路具有较好的可移植性,为推广于长江中下游湖泊提供了重要理论基础。

  该项成果已经被Remote Sensing of Environment 期刊接受(2014154298317)。这是南京地理所湖泊环境遥感团队继2012年在该刊发表内陆湖泊水体PC遥感反演算法研究以来,在湖泊水体藻华定量反演研究方面的又一显著成果,该成果使得湖泊蓝藻的监测从地面推向太空,可以利用卫星实现蓝藻的定量监测与估算

  论文链接

利用MEIRS卫星遥感影像反演的2003-2011年藻蓝素逐年平均分布

利用MEIRS卫星遥感影像反演的2003-2011年藻蓝素逐月平均分布

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