太湖秋冬季蓝藻水华MODIS卫星遥感监测

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1、遥感信息口巨匝太湖秋冬季蓝藻水华MODIS卫星遥感监测①②②②孔维娟，马荣华，段洪涛，张寿选(①南京大学地理信息科学系，南京210093；②中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京210008)摘要~12月长MODIS卫星遥感影a和藻蓝素浓度的：利用2007年10时间序列像，在经验模型估算叶绿素基础上10～12月蓝藻主，通过阈值分割提取太湖蓝藻水华，实时获取了蓝藻水华及其色素浓度信患。结果表明：要分布在西部沿岸和湖心区，爆发频率和水华面积均高于北部各湖湾，其中10、11月平均水华面积分别为。。。261．5kin和321．6km，12风水

2、华面积明显小于前两个月，平均为163．3km。另外，在蓝藻爆发期，叶绿素a和藻蓝素平均含量基本维持在4~g／L和180~g／L的水平，且爆发期内，蓝藻水华的空间分布、覆盖面积、色素浓度在短时间内会发生非常大的变化。关键词：蓝藻水华；太湖；MODIS1文献标识码A文1000—3177(2009)104-0080—05中图分类号：TP75：章编号：感数据获取了天气晴好条件下蓝藻水华的面积和空1引言间分布6～7月份外10～11月份，并认为除是太湖一[8]一湖泊是地球上最重要的淡水资源之。近年蓝藻暴发的又个频繁期。本文在以上研究的基础上20

3、0710～12月MODIS卫星遥感数来，由于人类社会经济活动造成世界上许多湖泊富，通过年营养化现象严重，其显著标志是藻类水华大规模频据，提取太湖蓝藻空间分布和浮游植物色素浓度信[1’[2“]繁爆发和藻类数量剧增。太湖浮游藻类中，息，监测秋冬季蓝藻水华动态变化，试图寻找其分布常年出现且分布广泛的优势种群是蓝藻，蓝藻水华规律和变化特征，为蓝藻水华预测预警提供支持。不断爆发是太湖水体富营养化状态加剧的最直观表2反演方法征。快速掌握蓝藻水华分布及其变化规律对太湖水质监测与水华预测预警具有重要意义。传统的实地东太湖和太湖东部沿岸区水体清澈，水

4、质较好，采样监测无论其空间频率还是时间频率都不足以反属于光学浅水区[9]，底质对水体遥感反射比有着一映蓝藻生物量的变化[1。。，尤其是在蓝藻密度时空变化定影响，遥感信号不能真实的反映水体信息，而[4]很快的水华爆发期，而蓝藻的漂移特性和特有的且这些区域较少发生蓝藻水华，因此本文选取除该光谱特征使卫星遥感监测成为可能。卫星遥感可以区以外的太湖浑浊水体区为研究区域(图1)。提供大范围、实时、可靠的水华信息，且便于长期监测，在连续时相遥感数据支持下还可以动态监测全湖范围内水华时空分布规律，实现太湖蓝藻水华业务化监测。国内外许多学者利用遥感

5、技术监测湖泊蓝藻水华一incentLandsatTM，取得了定效果。V等利用数据估算Erie湖中的藻蓝素含量进而监测蓝藻分[5’i布；Smis等利用MERIS数据对浊度较高的内陆湖泊中藻蓝素的分布进行监测，并对荷兰湖泊中蓝[6’藻分布状况进行了分析；黄家柱等应用卫星遥感技术成功的监测了1998年8月太湖水域的蓝藻爆[7’1979发事件；马荣华等通过年以来多时相卫星遥图1研究区收稿日期-09—19修订日期：2008—12—15：2008“”基金项目：国家科技支撑计划(2007BAC26801)，中国科学院优秀博士学位论文、院长奖获得者

6、科研启动专项资金(07YJ011001)。~)作者简介：孔维娟(1983，女(汉族)，山东邹城人，硕士研究生，主要研究方向为遥感应用。F_emai!：kongweijuan2006@126．corn80口日回国遥感信息MODIS传感器是美国EOS计划中TERRA卫尤其是10月份太湖地区大多数影像部分有云，本文星和AQUA卫星携带的最重要的探测仪器，具有数据是针对太湖卫星可见区域即无云区而言。36个光～近红外(0～谱通道，覆盖了可见光．43结果分析1．4tLm)波谱。扫描宽度2330km，星下点空间分辨250m1000mNOAA—AV

7、HRR3率为，500m和，这比．1空间分布‘llOOm1～2天MODIS卫星遥感连续监测表明(图2的分辨率有较大改进，且每获取全、3)：秋冬一次球数据，美国国家航空航天局NASA还对季节蓝藻的主要集聚地是西部沿岸区和湖心区，与MODIS数据实行全世界范围内免费接收和鼓励推西部沿岸相连的湖心区域经常有蓝藻集聚；富营养[1¨MODIS数据较高的时间分辨率广使用的政策。化严重的梅梁湾和竺山湾秋冬季爆发频率反而不及(卫星1天2次过境)，廉价的数据获取方式使其成上述两区域，但梅梁湾仍是蓝藻集聚的主要区域之一为太湖蓝藻卫星遥感实时监测的最好数据

8、源。，可无论是水华面积还是强度都不及西部沿岸和2007年11月3日、23日和24日，在太湖北部湖心区，竺山湾湾内则很少有蓝藻水华出现，但竺山湖区使用专用的水样采集器采集水样，之后放入冷湾湾口及与梅梁湾相连的水域经常有蓝藻集聚；相藏箱内