曠 達(dá),韓秀珍,劉 翔,詹雅婷,牛 錚,王李娟(.中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所,遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 000;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 0039;3.中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心,北京 0008;.北京東方泰坦科技股份有限公司,北京 00083;.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 200)
基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星的太湖葉綠素a濃度提取
曠 達(dá)1,2,韓秀珍3*,劉 翔4,詹雅婷5,牛 錚1,王李娟1,2(1.中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所,遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100139;3.中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心,北京 100081;4.北京東方泰坦科技股份有限公司,北京 100083;5.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210044)
綜合環(huán)境一號(hào)小衛(wèi)星的CCD數(shù)據(jù)和同步地面水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)光紅波段與近紅外波段的波段組合與葉綠素a實(shí)測(cè)濃度存在較高相關(guān)性,并以此為基礎(chǔ)建立了3個(gè)提取水體表層葉綠素a濃度的遙感信息模型.經(jīng)驗(yàn)證分析,基于近紅外波段與紅波段比值的模型用于葉綠素a濃度反演提取的精度良好,RMSE達(dá)到了6.04mg/m3.將該模型應(yīng)用于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù),生成了2009年5~12月共8幅太湖水體葉綠素a濃度分布圖,并對(duì)其進(jìn)行了時(shí)空分析,結(jié)果符合實(shí)際,并與以往的研究結(jié)果相一致.但模型不適用于水生植被覆蓋較多區(qū)域葉綠素a濃度估算.
環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星;遙感;葉綠素a
Abstract:In this study, models estimating water chlorophyll-a concentration have been proposed and calibrated, based on the regression analysis between HJ-1 satellite CCD images and synchronous in-situ water quality monitoring data, ranging from September to December in 2008 on Taihu, Jiangsu Province. The red and near infrared bands of HJ-1A and 1B CCD data, with central wavelength at 660 nm and 830 nm respectively, have shown to be sensitive to the chlorophyll-a concentration. Three models has been built and validated. The results illustrate the high potentials of the models to estimate chlorophyll-a concentration in inland waters for operational applications from satellite HJ-1 satellite CCD data, which will be of immense value for environment monitoring. Among the three models been proposed, the one based on index R830/R660has the highest estimation precision, 6.04mg/m3. This model has been applied to eight images of HJ-1 satellite CCD, generating chlorophyll-a concentration distributions from May to December 2009.
Key words:HJ-1 satellite;remote sensing;chlorophyll-a
目前,我國(guó)內(nèi)陸江河湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析主要依賴于高精度的儀器進(jìn)行周期性的實(shí)地監(jiān)測(cè)以及實(shí)驗(yàn)室分析[1].這種監(jiān)測(cè)方法耗費(fèi)較多人力物力,易受氣候和水文條件的限制,難以長(zhǎng)時(shí)間跟蹤監(jiān)測(cè),且較少的數(shù)據(jù)點(diǎn)難以反映湖泊的整體分布狀況[2].
從1978年美國(guó)NASA第一代水色遙感器CZCS到MODIS和MERIS,水體葉綠素a的遙感反演方法不斷得到更新發(fā)展,精度逐漸提高[3].第一、二代水色衛(wèi)星采用的反演方法主要是藍(lán)綠輻亮度比值法.這種反演方法適合于懸浮泥沙和黃色物質(zhì)含量較低的一類水體.但在二類水體,由于懸浮泥沙的后向散射和黃色物質(zhì)的強(qiáng)吸收等因素,藍(lán)綠比值法幾乎不可用[4].從MODIS、MERIS開(kāi)始,熒光遙感算法[5]成為二類水體葉綠素a濃度反演的重要方法,包括基線熒光高度法和歸一化熒光高度法.這種方法有效地補(bǔ)充了藍(lán)綠比值法的不足[6].但熒光遙感的應(yīng)用也受到諸多因素的制約,如熒光遙感特征波段的選擇、活體葉綠素?zé)晒膺^(guò)程的復(fù)雜多變性以及熒光峰的“紅移現(xiàn)象”等[4].
為提高反演精度,需要研究利用新型傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)與方法,同時(shí)加強(qiáng)多種遙感數(shù)據(jù)之間的融合以及遙感數(shù)據(jù)同地面同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)合[7].本研究探索利用新型衛(wèi)星傳感器環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行水體葉綠素a遙感定量反演方法,結(jié)合地面同步觀測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)第4波段與第3波段的比值R830/R660與葉綠素a濃度的對(duì)數(shù)值之間存在較高的相關(guān)性,并以此為基礎(chǔ)建立了新的遙感信息模型.經(jīng)驗(yàn)證,該模型的反演精度達(dá)到6.04mg/m3.將該模型應(yīng)用到2009年5~12月的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD影像,得到太湖水體葉綠素a濃度的時(shí)空變化分布,對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析.
1.1研究區(qū)域
太湖是我國(guó)第三大淡水湖泊,位于長(zhǎng)江流域下游,該區(qū)域城鎮(zhèn)密集,城市化水平居全國(guó)之首[8].伴隨著該地區(qū)高速發(fā)展的城市化進(jìn)程,區(qū)域內(nèi)的河流富營(yíng)養(yǎng)化比較嚴(yán)重,水質(zhì)屬于II~V類,局部地區(qū)甚至為劣V類.
表1 環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD相機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)Table 1 Technical index of HJ-1 satellite CCD camera
1.2遙感數(shù)據(jù)
2008年9月6日,我國(guó)“環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星A、B星以一箭雙星的方式在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,并在9月8日開(kāi)機(jī)成像.該衛(wèi)星主要用于對(duì)生態(tài)破壞、環(huán)境污染和災(zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候、全天時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè).環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星的CCD相機(jī)共分4個(gè)譜段,表2列出其主要技術(shù)指標(biāo).
本研究所用到的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)輻射校正、系統(tǒng)幾何校正后的2級(jí)產(chǎn)品.建立回歸模型所需數(shù)據(jù)以及模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)涵蓋從2008年9月19日月至12月15日的8個(gè)時(shí)相.用于生成2009年5~12月太湖水體葉綠素a濃度分布圖的數(shù)據(jù)為8景環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù),其影像采集時(shí)間涵蓋8個(gè)月份.
圖1 地面采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of in-situ sampling cites
1.3地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
所用地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自于2008年《湖州市藍(lán)藻監(jiān)測(cè)報(bào)告》[9],由湖州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心每天對(duì)若干個(gè)固定采樣點(diǎn)的水質(zhì)參數(shù)采樣獲得.地面采樣時(shí)間一般為上午8:00~10:00,這恰好與環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星在太湖地區(qū)的過(guò)境時(shí)間相吻合.由表2可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面采樣數(shù)據(jù)的獲取幾乎同步,相差一般在2h以內(nèi).用到的7個(gè)地面采樣點(diǎn)均分布于太湖南部(圖1).由于大面積藍(lán)藻覆蓋水域不適合于水體葉綠素a濃度遙感建模,根據(jù)《湖州市藍(lán)藻監(jiān)測(cè)報(bào)告》[9]中的藍(lán)藻爆發(fā)分布與天氣信息,結(jié)合衛(wèi)星影像上的云層覆蓋信息,對(duì)獲得的56個(gè)地面采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)剔除.例如,9月19日大錢(qián)港入湖口的地面實(shí)測(cè)點(diǎn)因?yàn)樵茖痈采w被剔除,9月23日長(zhǎng)興夾浦、長(zhǎng)興合溪、長(zhǎng)興興塘3個(gè)實(shí)測(cè)點(diǎn)因?yàn)楹娓采w大量藍(lán)藻被剔除.對(duì)最終得到的43個(gè)有效地面采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣,其中30個(gè)用于建立反演水體葉綠素a濃度值的遙感信息模型,其余13個(gè)用來(lái)評(píng)定模型精度.
表2 過(guò)境衛(wèi)星時(shí)間以及地面采樣時(shí)間Table 2 Satellite and in-situ data sampling information
1.4遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理
利用環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)提取太湖表層水體葉綠素a濃度,首先需要對(duì)衛(wèi)星影像進(jìn)行幾何精校正和大氣輻射校正.
1.4.1幾何精校正 從中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心獲得的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)系統(tǒng)幾何畸變校正后的2級(jí)產(chǎn)品,只需對(duì)其進(jìn)行幾何精校正便能實(shí)現(xiàn)原始影像與參考圖像的空間精確配準(zhǔn).選用經(jīng)過(guò)空間配準(zhǔn)的1:5 萬(wàn)地形圖為參考圖像,在ENVI 4.5支持下對(duì)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD影像進(jìn)行幾何精校正,圖像重采樣采用最近鄰點(diǎn)法,總誤差控制在0.5個(gè)像元內(nèi).
1.4.2大氣輻射校正 相對(duì)于陸地,水體的反射率很低,入瞳輻亮度中有超過(guò)80%以上的能量來(lái)自大氣的干擾信息[8],因此精確的大氣校正是進(jìn)行河流表層葉綠素a濃度定量反演所必須的關(guān)鍵步驟.采用ENVI 4.5軟件下的FLAASH大氣校正模塊對(duì)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正.輸入相關(guān)參數(shù),計(jì)算得到大氣校正后的反射率圖像.
1.5遙感信息模型的建立
1.5.1單波段方法 利用SPSS 13.0對(duì)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD的4個(gè)波段反射率與葉綠素a濃度進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析.結(jié)果表明,除在第1波段475nm與葉綠素a濃度的相關(guān)系數(shù)相對(duì)較高以外,其他3個(gè)波段反射率與葉綠素a濃度的相關(guān)系數(shù)普遍較低,分別為-0.194,0.253,0.359.第1波段475nm反射率與葉綠素a濃度的皮爾遜相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.533,但相關(guān)程度仍不高.這可能是由于太湖的懸浮物濃度較高,而懸浮物的高反射率掩蓋了水體中的葉綠素信息[10].因此,利用環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD的單波段建立估算水體葉綠素a濃度的模型是不適合的.
1.5.2多波段方法 研究表明,采用多波段反射比可以部分消除水表面光滑度和微波隨時(shí)間和空間變化的干擾,并在一定程度上減小其他污染物的影響[11].在以往運(yùn)用遙感手段提取葉綠素a濃度的研究中,一種常用的方法是采用各種波段比值法和波段回歸法擴(kuò)大葉綠素a吸收峰與葉綠素a反射峰或熒光峰間的差異,以達(dá)到提取葉綠素a濃度的目的[12].雷坤[13]利用中巴地球資源1號(hào)衛(wèi)星對(duì)太湖表層水體進(jìn)行水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè),認(rèn)為近紅外波段是提取葉綠素含量的關(guān)鍵波段,聯(lián)合紅波段建立了反演葉綠素a濃度的雙波段模型.呂恒等[2]分析3TM數(shù)據(jù)與準(zhǔn)實(shí)時(shí)地面采樣數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)TM3/(TM1+TM4)與葉綠素a濃度的相關(guān)性最好,并以此建立了太湖葉綠素a濃度的三波段線性反演模型.戴永寧等[14]以巢湖水體為例,利用624nm附近藻膽素和706nm附近葉綠素a的吸收峰建立了反演葉綠素a濃度的雙波段反演模型.可見(jiàn),可見(jiàn)光紅波段和近紅外波段是反演葉綠素a濃度的常用波段.
為尋找環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD反演水體葉綠素a濃度的最佳波段組合,在SPSS 13.0支持下對(duì)各波段灰度值進(jìn)行比值變換、指數(shù)變換和對(duì)數(shù)變換等多種非線性變化和組合,分析了15種不同波段組合及其第一主成分與葉綠素a濃度之間的相關(guān)關(guān)系.結(jié)果表明,研究區(qū)域葉綠素a濃度的對(duì)數(shù)值和第4與第3波段的組合B4/B3的相關(guān)系數(shù)最高,為0.85(圖2).其余波段組合相關(guān)系數(shù)較高的有(B4-B3)/(B3+B4)和B3/(B1+B4),分別為0.8和0.78.
圖2 葉綠素a濃度與波段組合B4/B3的回歸曲線Fig.2 Fit curve between the chlorophyll-a concentration and the value of combined band
將各個(gè)因子作為自變量與水體葉綠素a濃度值進(jìn)行回歸分析,建立反演水體葉綠素a遙感信息模型.將模型計(jì)算所得結(jié)果與地面實(shí)測(cè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,若合理并滿足精度則將結(jié)果輸出,否則重新分析,直到建立滿足精度要求的模型,并對(duì)建立的若干個(gè)遙感模型進(jìn)行對(duì)比分析.最終得到3個(gè)葉綠素a遙感信息模型,見(jiàn)式(1)~(3).從建立的遙感信息模型可以看出,環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD第3和第4波段灰度值與水體葉綠素a濃度值關(guān)系密切,是反演水體葉綠素a濃度的關(guān)鍵波段.
基于B4/B3因子的模型(模型1):基于(B4-B3)/(B3+B4)因子的模型(模型2):
基于B3/(B1+B4)因子的模型(模型3):式中:C為葉綠素a濃度,mg/m3; RB1,RB3,RB4分別為環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD第1、3和4波段反射率.
2.1模型精度驗(yàn)證
將建立的3個(gè)遙感信息模型應(yīng)用于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù),得到葉綠素a濃度模型預(yù)測(cè)值,再和地面采樣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析.用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的13個(gè)地面采樣數(shù)據(jù)的葉綠素a濃度實(shí)測(cè)值為2.13~82.2mg/m3,平均濃度值為18.19mg/ m3.3個(gè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)葉綠素a濃度的誤差均方根分別為6.04,19.30,16.02mg/m3.
相對(duì)于平均濃度18.19mg/m3,模型的預(yù)測(cè)值誤差均較大,尤其是模型2和模型3的預(yù)測(cè)精度很低.進(jìn)一步分析可知,誤差主要來(lái)源于個(gè)別葉綠素a濃度值極高的采樣點(diǎn).例如,7號(hào)采樣點(diǎn)的葉綠素a濃度實(shí)測(cè)值為82.2mg/m3,3個(gè)模型預(yù)測(cè)值的平均誤差為40.69mg/m3.造成這種高濃度葉綠素a估算精度較低的主要原因,可能是由于地面采樣數(shù)據(jù)主要在秋冬季節(jié)采集,水體葉綠素a濃度較春夏季偏低,造成建立的遙感信息模型對(duì)高濃度葉綠素a不夠敏感.此外,內(nèi)陸水體受人工和自然影響較多,在地理位置偏移較小的情況下可能有較大的葉綠素a濃度變化梯度,導(dǎo)致實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)并不能有效代表所在區(qū)域內(nèi)的平均濃度值.葉綠素a濃度值較高的區(qū)域經(jīng)常漂浮大量水生植物,這也可能在一定程度限制應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)估算水體葉綠素a濃度的精度.
若剔除7號(hào)點(diǎn),剩余的12個(gè)采樣點(diǎn)的葉綠素a濃度平均值為12.86mg/m3,3個(gè)模型的預(yù)測(cè)值誤差均方將分別降低至5.02,8.99,9.78mg/m3.由此可以得出,在對(duì)葉綠素a濃度偏低和中等的水體進(jìn)行估算時(shí),模型1相對(duì)模型2和模型3具有更高的精度.
2.2太湖水體葉綠素a濃度變化分析
利用遙感圖像處理軟件ENVI 4.5與ArcGIS 9.1,將建立的模型1應(yīng)用于2009年5~12月的8景環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD影像,得到該時(shí)期太湖表層水體的葉綠素a濃度分布圖(圖3).
從時(shí)間上分析,該區(qū)域水體的葉綠素a濃度從6月份開(kāi)始上升,在9~10月達(dá)到濃度峰值,12月份恢復(fù)較低水平.從地理上分析,7~8月的高葉綠素a濃度水域主要分布在沙塘港附近以及新塘北部水域.9~10月,在太湖西北部的沙塘港水域葉綠素a濃度進(jìn)一步增高,并呈現(xiàn)往東部的焦山和拖山區(qū)域轉(zhuǎn)移的趨勢(shì).同一時(shí)期,太湖東南部水域出現(xiàn)了極高的葉綠素a濃度分布.11月份,整個(gè)太湖水體葉綠素a開(kāi)始下降,高濃度水域主要分布于西北部沙塘港和東南部水域.葉綠素a濃度在12月份進(jìn)一步降低,平均濃度低于10mg/m3.總體上,太湖水體葉綠素a濃度呈現(xiàn)北部和東部較高、西南部和湖心較低的分布,這與以往的研究結(jié)果相一致[13].太湖的主要污染物來(lái)自西北部的常州市與北部無(wú)錫市的城市河道以及排污口,造成對(duì)應(yīng)區(qū)域的富營(yíng)養(yǎng)化與葉綠素a濃度偏高.
圖3 2009年5~12月太湖水體葉綠素a濃度分布Fig.3 Chlorophyll-a concentration in Taihu from May to Dec, 2009
值得注意的一點(diǎn)是,東太湖是典型的草型湖泊,平均水深僅1.2m,是太湖的主要出水通道,淤積較為嚴(yán)重,在夏秋季節(jié)水生植被覆蓋率達(dá)96%[15].從2009年5~12月的葉綠素a濃度分布圖(圖3)上看,與太湖其他區(qū)域相比,東太湖的葉綠素a濃度始終呈現(xiàn)相對(duì)較高的水平.這種現(xiàn)象很可能是受該區(qū)域豐富的水生植物所致,并不能準(zhǔn)確表征該區(qū)域水體的葉綠素a濃度信息.由此可見(jiàn),建立的遙感信息模型對(duì)于覆蓋有大量水生植被的水體是不適用的.此外,湖流、水深、水溫等也會(huì)影響藍(lán)藻的生長(zhǎng)[16],從而影響水體的葉綠素a濃度分布.
2.3與其他衛(wèi)星傳感器的對(duì)比分析
除了環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星以外,已經(jīng)有一些衛(wèi)星傳感器用于相關(guān)研究,并得到較好的結(jié)果.宋瑜等[3]采用MERIS數(shù)據(jù)對(duì)太湖葉綠素a進(jìn)行反演研究,利用歸一化熒光高度與葉綠素a濃度線性回歸建立模型,結(jié)果基本上反映出太湖北部水體的葉綠素a濃度分布格局.然而,在太湖南部水陸過(guò)渡帶,MERIS產(chǎn)品數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常值,限制了其在內(nèi)陸大型湖泊水質(zhì)狀況反演研究中的應(yīng)用.馬榮華等[17]結(jié)合Landsat ETM與實(shí)測(cè)光譜估測(cè)太湖葉綠素,利用ETM3/ETM1與葉綠素濃度值之間的函數(shù)關(guān)系建立了反演模型,均方根誤差為12.34mg/m3.張玉超等[18]將支持向量機(jī)的方法應(yīng)用于MODIS數(shù)據(jù)太湖葉綠素a非線性反演中,發(fā)現(xiàn)其對(duì)低值和高值均有較好的預(yù)測(cè)精度,平均相對(duì)誤差僅為15.91%.與這些衛(wèi)星傳感器相比,本研究利用環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)用于葉綠素a濃度反演的精度略微偏低.究其原因,可能包含多個(gè)方面,如特征波段的選擇,反演算法的設(shè)計(jì),地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)自主研制的傳感器硬件參數(shù),都可能對(duì)反演結(jié)果產(chǎn)生影響.隨著環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星的研究應(yīng)用逐漸推開(kāi),其在水質(zhì)遙感方面的反演方法和模型將進(jìn)一步完善.此外,相對(duì)其他衛(wèi)星傳感器,由于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)自主設(shè)計(jì)生產(chǎn),數(shù)據(jù)訂購(gòu)和獲取較為方便,利于研究和應(yīng)用工作的開(kāi)展.
3.1利用我國(guó)自主研制的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)進(jìn)行水體表層葉綠素a濃度提取,可以獲得較高的反演精度.
3.2環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)的各個(gè)波段中,第3和第4波段與葉綠素a濃度值具有最高的相關(guān)性,是反演水體葉綠素a濃度的最佳波段.
3.2對(duì)于覆蓋有大量水生植被的水體,不適合采用遙感信息模型反演水體葉綠素a濃度.
[1] 王孝武,孫水裕.基于TM數(shù)據(jù)和ANN的河流水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)研究 [J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2009,3(8):1532-1536.
[2] 呂 恒,江 南,羅瀲蔥.基于TM數(shù)據(jù)的太湖葉綠素A濃度定量反演 [J]. 地理科學(xué), 2006,26(4):473-476.
[3] 宋 瑜,宋曉東,郭照冰,等.利用MERIS產(chǎn)品數(shù)據(jù)反演太湖葉綠素a濃度研究 [J]. 遙感信息, 2009,(8):19-24.
[4] 邢天罡,趙冬至,劉玉光,等.葉綠素a熒光遙感研究進(jìn)展 [J]. 遙感學(xué)報(bào), 2007,11(1):137-145.
[5] Neville R A, Gower J F R.Passive remote sensing of phytoplankton via chlorophyll fluorescence [J].Journal of Geophysical Research, 1977,82:3487-3493.
[6] Gordon H R. Diffuse reflectance of the ocean: The theory of its augmentation by chlorophyll-a fluorescence at 685nm [J]. Applied Optics, 1979,18:1161-1166.
[7] 宋 瑜,宋曉東,江 洪.太湖藻類的遙感監(jiān)測(cè)研究 [J]. 遙感信息, 2008,(4):102-109.
[8] 楊一鵬,王 橋,肖 青,等.基于TM數(shù)據(jù)的太湖葉綠素a濃度定量遙感反演方法研究 [J]. 地理與地理信息科學(xué), 2006,22(2): 5-8.
[9] 湖州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心.2008年《湖州市藍(lán)藻監(jiān)測(cè)報(bào)告》 [R]. 2008.
[10] Bhargava D S, Mariam D W. Light penetration depth, turbidity and reflectance related relationship and models [J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 1991,46(4):217-230.
[11] Koponen S, Pulliainen J, Kallio K, et al. Lake water quality classification with airborne hyperspectral spectrometer and simulated MERIS data [J]. Remote Sensing of Environment, 2002,79:51-59.
[12] 段洪濤,張 柏,宋開(kāi)山,等.查干湖葉綠素a濃度高光譜定量模型研究 [J]. 環(huán)境科學(xué), 2006,27(3):503-507.
[13] 雷 坤,鄭丙輝,王 橋.基于中巴地球資源1號(hào)衛(wèi)星的太湖表層水體水質(zhì)遙感 [J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2004,24(3):376-380.
[14] 戴永寧,李素菊,王學(xué)軍.巢湖水體的表觀光學(xué)特性測(cè)量與分析[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2008,28(11):979-983.
[15] 李文朝,陳開(kāi)寧,吳慶龍,等.東太湖水生植物生物質(zhì)腐爛分解實(shí)驗(yàn) [J]. 湖泊科學(xué), 2001, 13(4):331-335.
[16] 杜 聰,王世新,周 藝,等.應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)藍(lán)藻水華對(duì)太湖取水口的影響. [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2009,29(10):1041-1046.
[17] 馬榮華,戴錦芳.結(jié)合Landsat ETM與實(shí)測(cè)光譜估測(cè)太湖葉綠素及懸浮物含量. [J]. 湖泊科學(xué), 2005,17(2):97-103.
[18] 張玉超,錢(qián) 新, 錢(qián) 瑜,等.支持向量機(jī)在太湖葉綠素a非線性反演中的應(yīng)用. [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2009,29(1):78-83.
致謝:本文的地面采樣數(shù)據(jù)由湖州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心提供,在此表示感謝.
Quantitative estimation of Taihu chlorophyll-a concentration using HJ-1A and 1B CCD imagery.
KUANG Da1,2, HAN Xiu-zhen3*, LIU Xiang4, ZHAN Ya-ting5, NIU Zheng1, WANG Li-juan1,2(1.State Key Laboratory of Remote Sensing Science, Institute of Remote Sensing Applications, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China;2.Graduate University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China;3.National Satellite Meteorological Center, China Meteorological Administration, Beijing 110008, China;4.Beijing Oriental Titan Technology Corporation, Beijing 100083, China; 5. Key Laboratory of Meteorological Disaster, Ministry of Education, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China). China Environmental Science, 2010,30(9):1268~1273
X87
A
1000-6923(2010)09-1268-06
曠 達(dá)(1986-),男,湖南攸縣人,中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所碩士研究生,主要從事遙感與地理信息系統(tǒng)方面的研究.
2009-12-21
國(guó)家“973”項(xiàng)目(2007CB714406);國(guó)家“863”項(xiàng)目(2006AA-120107);“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2008BAC34B03);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40971202)
* 責(zé)任作者, 高級(jí)工程師, hanxz@cma.gov.cn