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《基于MERSI和MODIS的太湖水体叶绿素a含量反演_韩秀珍》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷第2期地理研究Vol130,No122011年2月GEOGRAPHICALRESEARCHFeb1,2011基于MERSI和MODIS的太湖水体叶绿素a含量反演韩秀珍,郑伟,刘诚,安思颖(中国气象局国家卫星气象中心,北京100081)摘要:水体叶绿素a含量的遥感反演是监测水体光学特性、评价水体污染的一个重要指标。本文以FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS遥感影像为数据源,结合水体实测的叶绿素a含量,利用两类反射率模型,研究星载数据遥感反演叶绿素a的可行性。研究表明:基于FY-3A/MERSI和AQUA/MODIS可见光-近红外通
2、道的光谱反演模型(R-1-R-1)@RKKK和123-1RK@RK在太湖水体叶绿素a含量反演方面取得了较高的精度。基于MERISI通道的模型反1322演相关系数R分别在0160和0172左右,基于MODIS通道的模型反演相关系数R分别在0155和0165左右。通过比较分析,决定叶绿素a含量反演精度的主要因素包括两个方面,一是通道位置,即蓝波段和近红外波段是叶绿素a反演的敏感波段;其次,卫星空间分辨率,即较高的空间地面分辨率改善了混合像元。因此,MERSI比MODIS对应模型获得了较高的叶绿素a反演精度。这一结果将有助于FY-3A/MERSI遥感
3、数据在环境监测和水体污染领域的进一步研究,为国产卫星的应用提供一定的参考。关键词:FY-3A/MERSI;AQUA/MODIS;叶绿素a含量;卫星遥感文章编号:1000-0585(2011)02-0291-101引言大规模的蓝藻爆发正受到越来越多的关注,主要原因在于蓝藻污染对水体水质以及水[1]资源和环境造成了巨大破坏,可能导致水体诸方面的问题,如水体溶解氧的降低、水生[2,3]生物的死亡以及有毒物质的释放。因此,水体生物物理特性的定期检测成为水体监测[4]的一个重要方面。在众多水质参数中,叶绿素a含量是最主要的分析参数之一。常规的水质检测方法
4、耗时,成本高。遥感技术的出现为长期、快速的监测水体环境提[5]供了一个有效的方式。此外,遥感以大面积的观测弥补了观测样点的不足。水体叶绿素a含量的遥感反演主要是通过建立特定波段的反射率特征和水体光学特性(吸收和后向散[6]射等)的关系,进而定量的获取叶绿素a的含量和分布。研究表明可见光和近红外的反射率可以成功的用以反演水体的叶绿素a含量。比如,R705/R670的比值的建立就是根据叶[7~11]绿素a在近红外的反射峰和红波段的吸收谷,获得叶绿素a的光谱反射特性。[12]Dall.olmo等的研究表明三个波段的反射率模型可以用于水体叶绿素a的反演
5、。收稿日期:2010-07-22;修订日期:2010-11-18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);浙江省科技厅项目(2009C33071)作者简介:韩秀珍(1974-),女,辽宁阜新人,博士,副研,主要从事卫星遥感反演和GIS等方面的研究。E-mail:hanxz@cma1gov1cn292地理研究30卷反射率模型的主要原理在于将色素浓度和反射率的大小相联系,尤其是在670nm、710nm[13]和750nm附近。此外,反射率模型不受数据约束,适用于实测数据和卫星观测,如MERIS(Med
6、iumResolutionImagingSpectrometer)和MODIS(ModerateImaging[3,14~16]Spectroradiometer)。光谱反射模型的一个主要研究内容是水体的叶绿素a含量受近红外波段的反射率影响,因此,如果近红外波段的测量出现误差,将极大的降低反演精度。因此,使用光谱模型的一个前提是获取必需的光谱位置的反射特征,尤其是在700[15]~740nm。本文主要的目的是利用搭载在最新发射的FY-3A卫星上的中分辨率传感器MERSI研究反演太湖水体的叶绿素a含量。此外,同时选取了AQUA/MODIS数据作为
7、与之相比较。本文,首先获取了2009年11月23日的太湖区域MERSI和MODIS卫星数据,并且测量卫星过境时间的水体样本(包括叶绿素a、悬浮物等);其次,根据MERSI和MODIS的波段设置,分别构建了两个波段和三个波段的反射率模型,反演水体的叶绿素a含量。最后,对MERSI和MODIS的反演结果进行了分析和比较。2研究区概况与研究方法211实验区太湖为中国第三大淡水湖。目前太湖富营养化明显,磷、氮营养过剩,20世纪80年代末主要污染物总磷、总氮属严重超标。伴随着该地区高速发展的城市化进程,区域内的河流富营养化比较严重,水质属于II~V类,局
8、部地区甚至为劣V类。212水面实测数据水面反射率测量使用的仪器为美ASD公司(AnalyticalSpectralDevices,Inc)生产的FR(
