李旭文，牛志春，姜 晟，金 焰

(江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036)

·環(huán)境預(yù)警·

環(huán)境衛(wèi)星CCD影像在太湖湖泛暗色水團(tuán)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

李旭文，牛志春，姜 晟，金 焰

(江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036)

太湖地區(qū)2009年5月11日、2010年8月21日、2011年7月28日和2011年9月24日的環(huán)境衛(wèi)星CCD影像顯示，在太湖西部沿岸帶、竺山湖等水域存在湖泛暗色水團(tuán)現(xiàn)象。由于環(huán)境CCD缺少輔助反演氣溶膠信息的2.1 μm波段，試驗(yàn)了基于空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站獲得的與環(huán)境衛(wèi)星CCD成像時(shí)間接近的地面能見(jiàn)度測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行FLAASH大氣校正的方法，反演結(jié)果總體上符合水體光譜特征。提取了湖泛水體、對(duì)照水體樣區(qū)在CCD各波段的光譜反射率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征。結(jié)果表明，和對(duì)照水體相比，湖泛水體在環(huán)境衛(wèi)星CCD的可見(jiàn)光—近紅外波段具有較低的反射率，與人眼觀察湖泛水色暗黑的感官一致，另一方面，湖泛水域由于仍有一定的藻類存在，在環(huán)境衛(wèi)星CCD近紅外(波段4)具有比可見(jiàn)光(波段3)略高的反射率，其規(guī)律與基于Landsat ETM的湖泛暗色水團(tuán)遙感分析結(jié)果相一致。

環(huán)境衛(wèi)星;CCD;遙感;太湖;湖泛;監(jiān)測(cè)

湖泛黑水團(tuán)是指湖泊局部水體顏色發(fā)暗甚至發(fā)黑的現(xiàn)象，近年來(lái)在太湖偶有發(fā)生，對(duì)湖泊生態(tài)環(huán)境造成較大影響，其危害是多方面的，可導(dǎo)致水體包括魚(yú)類等各種生物死亡并腐敗分解，局部生態(tài)環(huán)境崩潰，如果發(fā)生在飲用水源地，將造成嚴(yán)重的供水危機(jī)。研究表明，藻類死亡和受污染的底泥是湖泛形成的物質(zhì)基礎(chǔ)［1，2］，適宜的水溫、氣壓、風(fēng)速為湖泛現(xiàn)象的發(fā)生提供了條件［3］。衛(wèi)星遙感是直接觀測(cè)湖泛暗色水團(tuán)等水環(huán)境生態(tài)問(wèn)題十分重要的技術(shù)手段［4－6］，在 Landsat、國(guó)產(chǎn)環(huán)境一號(hào)(HJ1)衛(wèi)星等中高分辨率的衛(wèi)星遙感影像能夠較為清晰準(zhǔn)確地提?。?］，由于湖泛發(fā)生需要特定的條件、面積不大、持續(xù)時(shí)間只有1～5d等原因，MODIS影像較難識(shí)別出湖泛的分布，Landsat空間分辨率達(dá)30 m，較適合監(jiān)測(cè)湖泛這一類中小尺度的水環(huán)境問(wèn)題［8］，但是重訪周期需要16 d，在時(shí)間上不容易捕捉到湖泛現(xiàn)象。實(shí)踐證明，這些國(guó)外的衛(wèi)星遙感影像均難以及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地捕捉到湖泛黑水團(tuán)信息。中國(guó)自主設(shè)計(jì)的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星，以面向生態(tài)環(huán)境保護(hù)、環(huán)境監(jiān)管應(yīng)用為主要目標(biāo)，從環(huán)保部門及時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地表水、空氣、生態(tài)質(zhì)量的需求出發(fā)，在技術(shù)設(shè)計(jì)上獨(dú)具特色，尤其是星上CCD相機(jī)載荷的設(shè)計(jì)，具有700 km大幅寬、高達(dá)30 m分辨率、多波段等優(yōu)勢(shì)，是近年來(lái)具備中國(guó)技術(shù)特色的重要環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)手段。通過(guò)對(duì)太湖地區(qū)2009年5月、2010年8月、2011年7月、2011年9月環(huán)境一號(hào)CCD相機(jī)影像數(shù)據(jù)的處理，識(shí)別出在太湖發(fā)生的湖泛黑水團(tuán)，充分展現(xiàn)了環(huán)境一號(hào)影像對(duì)中國(guó)湖泊生態(tài)問(wèn)題的快速監(jiān)測(cè)預(yù)警作用。

1 數(shù)據(jù)處理方法

1.1 影像資料

綜合近年來(lái)太湖湖泛發(fā)生情況及對(duì)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD影像的觀察，選取了2009—2011年間4景存在湖泛現(xiàn)象的HJ1A、HJ1B星CCD影像數(shù)據(jù)(表1)。其中，2009年5月11日的湖泛發(fā)生在太湖的竺山湖區(qū)，當(dāng)時(shí)有關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門還開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，遙感影像上湖泛特征與地面結(jié)果互相印證;2010年8月，太湖地區(qū)高溫持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，從8月1日起到月末，獲得的12景CCD數(shù)據(jù)很好地展示了藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致在當(dāng)年8月20—21日局部水域湖泛現(xiàn)象發(fā)生［2］;2011年7月28日的湖泛發(fā)生在太湖宜興附近及蘭山嘴一帶近岸水域;2011年9月24日的影像上，官瀆港—社瀆港—燒香港水色較暗黑，尚未得到地面監(jiān)測(cè)和觀測(cè)資料的同步驗(yàn)證，暫判讀為暗色水體。

表1 2009—2011年存在湖泛現(xiàn)象的環(huán)境衛(wèi)星CCD影像的日期和圖幅

1.2 數(shù)據(jù)處理總體流程

為了定量研究太湖湖泛黑水團(tuán)的光譜遙感信號(hào)特征，必須先對(duì)環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD遙感影像進(jìn)行必要的大氣校正處理，獲得地面反射率影像。利用遙感處理軟件ENVI完成了數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖1。

圖1 基于環(huán)境一號(hào)CCD影像計(jì)算太湖湖泛黑水團(tuán)光譜反射率的處理流程

1.2.1 輻射定標(biāo)及輻亮度影像數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

利用絕對(duì)定標(biāo)系數(shù)將環(huán)境衛(wèi)星CCD影像DN值轉(zhuǎn)換為輻亮度圖像的公式為:

式中:L——輻亮度，W/(m2·sr·μm);A——絕對(duì)定標(biāo)系數(shù)增益;L0——絕對(duì)定標(biāo)系數(shù)偏移量。

環(huán)境衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)自帶了XML元數(shù)據(jù)文件，其中的＜absCalibType＞＜/absCalibType＞數(shù)據(jù)項(xiàng)描述了絕對(duì)輻射定標(biāo)系數(shù)。由于環(huán)境衛(wèi)星在軌運(yùn)行后，太空工作環(huán)境較惡劣，長(zhǎng)期運(yùn)行后傳感器載荷的元器件有所老化，都可能使輻射定標(biāo)系數(shù)改變，因此中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心每年定期組織進(jìn)行在軌場(chǎng)地定標(biāo)，以確保遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的可靠性與準(zhǔn)確度。環(huán)境衛(wèi)星CCD影像數(shù)據(jù)自帶的定標(biāo)系數(shù)與資源衛(wèi)星應(yīng)用中心公布的年度場(chǎng)地定標(biāo)系數(shù)有所不同，表2列出了涉及的4景影像的年度場(chǎng)地定標(biāo)、影像數(shù)據(jù)自帶定標(biāo)系數(shù)。從處理結(jié)果來(lái)看，基于自帶元數(shù)據(jù)反演的水體光譜反射率值的波動(dòng)范圍比基于年度場(chǎng)地定標(biāo)系數(shù)反演的光譜反射率值的波動(dòng)范圍要小。

表2 HJ1A、B星CCD相機(jī)(增益2)的定標(biāo)系數(shù)

在ENVI遙感信息處理軟件中完成傳感器輻射定標(biāo)及輻亮度影像生成的處理流程如下:

① 根據(jù)HJ1A、B星CCD數(shù)據(jù)的成像年份，從表1—3中選用對(duì)應(yīng)年份各波段的相應(yīng)定標(biāo)參數(shù)，利用ENVI的Basic Tool－＞Band Math工具完成式(1)的計(jì)算，分別得到各波段的輻亮度影像。

② 利用Basic Tool－＞Layer Stacking工具將4個(gè)波段的輻亮度數(shù)據(jù)組合成一個(gè)BSQ格式的多波段數(shù)據(jù)文件。

③編輯該多波段數(shù)據(jù)文件的頭文件信息，在波段列表中，右鍵打開(kāi)Edit Header－＞Edit Attributes－＞W(wǎng)avelength，將每個(gè)波段的中心波長(zhǎng)輸入——b1(480 nm)，b2(560 nm)，b3(660 nm)，b4(830 nm)。

④將BSQ格式的多波段數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為大氣校正工具FLAASH所需的BIL格式。

1.2.2 環(huán)境衛(wèi)星CCD光譜響應(yīng)函數(shù)的準(zhǔn)備

衛(wèi)星傳感器的光譜響應(yīng)函數(shù)是大氣校正和定量反演的重要前提，在FLAASH工具中需要讀入衛(wèi)星傳感器的光譜響應(yīng)函數(shù)信息，因此，亦需要預(yù)先準(zhǔn)備好HJ1A、B星CCD1、2共4個(gè)傳感器的光譜響應(yīng)函數(shù)文件。

從環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心網(wǎng)站(www.secmep.cn)下載 HJ1A、B 星 CCD1、2的4個(gè)光譜響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)文件，它們均為5列文本格式，第1列記錄了波長(zhǎng)，單位為nm，第2，3，4，5列分別為該CCD的波段1，2，3，4 的光譜響應(yīng)值。

在ENVI中，使用波譜曲線工具來(lái)建立HJ1A、B星CCD1、2的4個(gè)光譜響應(yīng)曲線，存儲(chǔ)為ENVI波譜庫(kù)文件(.sli)，供FLAASH處理時(shí)調(diào)用。

① 選擇 Window－ ＞Start New Plot Window，ENVI Plot Window窗口中，選擇File－＞Input Data－＞ASCII，如圖2所示，自動(dòng)將第一列作為X軸，后面4列作為Y軸，生成了4條曲線。

② 選擇Edit－ ＞Data Parameters，更改每一條曲線的名稱:分別命名為HJ1ACCD1、HJ1ACCD2、HJ1BCCD1和HJ1BCCD2。

③選擇File－＞Save Plot As－＞Spectral Library，將4條曲線保存為波譜庫(kù)文件，例如，環(huán)境1A星CCD1光譜響應(yīng)曲線.sli。

圖2 環(huán)境衛(wèi)星CCD的光譜響應(yīng)函數(shù)曲線

1.2.3 過(guò)境時(shí)刻地面能見(jiàn)度數(shù)據(jù)的收集

由于環(huán)境衛(wèi)星CCD缺少中心波長(zhǎng)在2.1 μm附近的反射率受氣溶膠影響很小的波段，因此，利用CCD影像本身的信息提取大氣氣溶膠信息較為困難，基于暗目標(biāo)等的大氣校正方法難以應(yīng)用，尚無(wú)十分成熟的反演方法。有研究利用與成像時(shí)刻很近的MODIS氣溶膠產(chǎn)品信息用于環(huán)境一號(hào)星CCD數(shù)據(jù)大氣校正［9］，有的利用AERONET等氣溶膠地基觀測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)輔助用于大氣校正［10，11］，均獲得較合理的反演結(jié)果。近年來(lái)，太湖流域各地環(huán)境監(jiān)測(cè)站興建了空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站，由于灰霾等大氣污染監(jiān)測(cè)問(wèn)題日益受到重視，2010年以來(lái)部分地區(qū)空氣子站增配了能見(jiàn)度地面觀測(cè)儀，開(kāi)始積累能見(jiàn)度數(shù)據(jù)。環(huán)境衛(wèi)星一般在10:30～11:00間過(guò)境太湖，筆者利用臨近太湖(離湖心直線距離在40 km以內(nèi))、代表性較好的蘇州市監(jiān)測(cè)中心站測(cè)量的550 nm波長(zhǎng)處能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，取10時(shí)和11時(shí)的實(shí)測(cè)結(jié)果的平均值作為FLAASH大氣校正的輸入?yún)?shù)。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。由于未收集到2009年5月11日環(huán)境衛(wèi)星過(guò)境時(shí)的地面能見(jiàn)度數(shù)據(jù)，在FLAASH中暫取預(yù)設(shè)值40 km。1.2.4 FLAASH 大氣校正處理

表3_環(huán)境衛(wèi)星過(guò)境前后較近時(shí)刻的地面能見(jiàn)度_數(shù)據(jù)

續(xù)表3

對(duì)各景環(huán)境衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)使用FLAASH進(jìn)行大氣校正，由于FLAASH中輻亮度的單位是μW/(cm2·nm·sr)，因此輸入的BIL格式輻亮度數(shù)據(jù)以Scale Factor取10完成單位換算。環(huán)境衛(wèi)星的高度取650 km，像元大小為30 m，影像中心經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、成像時(shí)刻可以在元數(shù)據(jù)XML文件中查到，以2011年7月28日為例:

大氣模式的選取依衛(wèi)星遙感成像月份確定，該研究的環(huán)境衛(wèi)星 CCD數(shù)據(jù)涉及5，7，8以及9月份，對(duì)7，8月高溫季節(jié)，CCD數(shù)據(jù)取Tropical模式，5，9月份取 Mid-Latitude Summer模式。氣溶膠類型選Rural模式，由于環(huán)境衛(wèi)星CCD缺乏2.1 μm波段，故反演方法選擇None，即FLAASH不從影像本身的多光譜信息來(lái)反演氣溶膠特征，而是以輸入的地面空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站采集的能見(jiàn)度作為初始值，推演氣溶膠信息。在Initial Visibility中輸入表3的地面能見(jiàn)度平均值。

通過(guò)Multispectral Settings來(lái)配置大氣校正所需要的環(huán)境衛(wèi)星CCD光譜響應(yīng)函數(shù)，通過(guò)Filter Function File選擇對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星/CCD的光譜響應(yīng)函數(shù)文件，Index First Band缺省選0即可。

完成了FLAASH處理后，就獲得了環(huán)境衛(wèi)星CCD影像的地面反射率數(shù)據(jù)，可進(jìn)行湖泛水域光譜反射率特征分析。

2 湖泛影像特征分析

2.1 2009年5月11日影像(圖3)

從影像上可以解譯出，在太湖西北部的竺山湖中，有一大片水域呈暗黑水色，其中還有呈粉紅色調(diào)的藍(lán)藻水華，與兩天前(5月9日)的環(huán)境衛(wèi)星CCD影像上該片水域水色差異十分明顯。利用ArcGIS軟件量算其總面積為21.39 km2。從水色發(fā)黑的程度，大致可將其分為兩個(gè)片區(qū)(圖3)，一片水色為較深黑色，面積約16.4 km2;另一片水色為灰黑色，面積約4.99 km2。當(dāng)天有關(guān)監(jiān)測(cè)部門在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展了湖泛調(diào)查和水質(zhì)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)觀察到水色發(fā)暗、死魚(yú)、腥臭，遙感影像上的湖泛分布得到了地面觀察和監(jiān)測(cè)報(bào)告的有力驗(yàn)證。

2.2 2010年8月21日影像(圖4)

宜興市周鐵鎮(zhèn)沙塘港—官瀆港入湖河口一片與岸線平行的水色較暗，尤其在沙塘港一帶呈深黑色，是十分典型的湖泛黑水團(tuán)。利用ArcGIS軟件量算其總面積為11.69 km2，延伸長(zhǎng)約12.90 km。

圖3 2009年5月11日發(fā)生在太湖竺山灣的湖泛現(xiàn)象空間分布

圖4 2010年8月21日發(fā)生在太湖西部沿岸帶湖泛現(xiàn)象空間分布

2.3 2011年7月28日影像(圖5)

宜興市東的南溪河入太湖的大浦口—洪巷港一帶，有長(zhǎng)條狀與岸線平行的深黑色水團(tuán)，面積為5.94 km2，延伸長(zhǎng)約 8.9 km;另一片位于更南部的烏溪港—蘭山嘴(蘭右)一帶的太湖水域，延伸長(zhǎng)約7.16 km，面積約 2.05 km2。

2.4 2011年9月24日影像(圖6)

該景影像上，藍(lán)藻水華暴發(fā)規(guī)模較大，遙感解譯可以看出，宜興市官瀆港—社瀆港—燒香港入湖河口一帶與岸線平行的太湖水域，水色相對(duì)較暗，CCD各波段反射率均不高。往太湖湖心方向的開(kāi)闊水域則漂浮了大量藍(lán)藻水華，呈典型的葉綠素遙感反射率特征，在波段2有較高的反射率，在近紅外的波段4則有超過(guò)0.5的反射率，表明藍(lán)藻積聚程度很高，在水華區(qū)航行的船舶“犁”出的航跡也十分清晰可見(jiàn)。

圖5 2011年7月28日發(fā)生在太湖西部沿岸帶湖泛現(xiàn)象空間分布

2.5 湖泛水域光譜反射率特征

以上4景影像上湖泛水域、暗色水域、無(wú)湖泛對(duì)照水域及藍(lán)藻水華的環(huán)境衛(wèi)星CCD各波段光譜反射率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5，曲線見(jiàn)圖7。

表5 湖泛水域與其他參照水域、藍(lán)藻水華的

續(xù)表5

2.6 討論

從環(huán)境衛(wèi)星CCD各波段反射率的數(shù)值看，湖泛區(qū)水體、其他水體的反射率曲線基本處于水體反射率波動(dòng)范圍，藍(lán)藻水華的反射率曲線也顯示了典型的葉綠素反射特征(圖7)，因此，以上基于地面能見(jiàn)度數(shù)據(jù)及FLAASH模型的環(huán)境衛(wèi)星CCD影像的大氣校正取得了十分合理的效果。在環(huán)境衛(wèi)星CCD各波段，湖泛水體反射率總體上比其他對(duì)照水體要低，由于湖泛黑水團(tuán)除了死亡藍(lán)藻，還有一定量的活體藻類，湖泛水體還顯示了微弱的藻體葉綠素反射特征，導(dǎo)致環(huán)境衛(wèi)星CCD波段4的反射率有小幅抬升，在2010年8月21日、2011年7月28日影像上較為明顯(圖4和圖5)。但是，由于不同時(shí)相的CCD數(shù)據(jù)在大氣校正時(shí)選擇的大氣模式、氣溶膠模式等存在差異，CCD本身未配備2.1 μm中紅外波段，加之資源衛(wèi)星中心公布的絕對(duì)輻射定標(biāo)系數(shù)缺乏應(yīng)用層面的大量驗(yàn)證，因此，不同時(shí)相間湖泛水體光譜反射率值存在0.03～0.05的幅值漂移。另一方面，湖泛本身是人的肉眼在可見(jiàn)光波段感知為暗、墨色的水體光學(xué)現(xiàn)象，往往是現(xiàn)場(chǎng)人員綜合現(xiàn)場(chǎng)氣味、魚(yú)蝦死亡、與外圍對(duì)照水體水色差異、溶解氧極低等因素作出的判斷。因此，對(duì)于環(huán)境衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)，尚無(wú)法確立具有普適性、能在不同時(shí)相間精細(xì)識(shí)別和比較的湖泛反射率閾值范圍。不過(guò)，這些因素并不影響湖泛黑水團(tuán)的解譯，在空間方面，通過(guò)和在同一景影像上對(duì)照水體的比較，以及湖泛本身的色調(diào)紋理特征、分布范圍、延伸和規(guī)模，可以識(shí)別湖泛;在時(shí)間方面，湖泛黑水團(tuán)為“時(shí)變”較快的生態(tài)現(xiàn)象，一般持續(xù)2～3 d，發(fā)生之前一般是常態(tài)水色或藍(lán)藻水華，發(fā)生期內(nèi)水色要比周邊常態(tài)水色更呈暗黑，發(fā)生后數(shù)天水面自凈恢復(fù)為常態(tài)水色，可以與沼澤化淺水區(qū)和其他濕地相區(qū)分。總之，應(yīng)從時(shí)間和空間上對(duì)系列影像進(jìn)行解譯比較，剔除水淺區(qū)域底泥、沼澤化等顯示的暗黑影像特征，才能客觀地識(shí)別湖泛現(xiàn)象及其時(shí)空分布。

圖7 環(huán)境衛(wèi)星CCD影像上湖泛水域與對(duì)照水域、藍(lán)藻水華的光譜反射率曲線

從湖泛的分布來(lái)看，2009—2011年的環(huán)境衛(wèi)星CCD資料表明，主要在太湖的西部沿岸區(qū)易發(fā)生小規(guī)模湖泛現(xiàn)象(圖8)，多在沿岸的水域呈長(zhǎng)條狀分布，或受小型湖灣的狹口影響，呈面狀分布，太湖東部以及開(kāi)闊、流動(dòng)較暢通的水域，一般不易發(fā)生湖泛。

圖8 4景CCD影像上太湖湖泛的分布范圍

3 結(jié)語(yǔ)

湖泛現(xiàn)象是富營(yíng)養(yǎng)化較嚴(yán)重的湖泊在特殊的水質(zhì)和氣象水文條件下容易發(fā)生的生態(tài)問(wèn)題，如果發(fā)生在飲用水源地、漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)等敏感水域，將帶來(lái)嚴(yán)重的后果?？焖俨蹲胶旱陌l(fā)生區(qū)域、分布范圍，對(duì)于保障水生態(tài)安全和預(yù)警十分重要，單純靠地面巡查要花費(fèi)大量的人力物力，且往往難以及時(shí)、快速識(shí)別和應(yīng)急響應(yīng)。通過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)星CCD近年來(lái)太湖地區(qū)影像的處理，準(zhǔn)確高效地提取了太湖湖泛分布信息。實(shí)踐證明，對(duì)藍(lán)藻水華、湖泛以及其他時(shí)變較快的生態(tài)問(wèn)題，中國(guó)環(huán)境衛(wèi)星多星組網(wǎng)構(gòu)成1～2 d的重訪能力［5］，地面分辨率為30 m的CCD影像數(shù)據(jù)對(duì)湖泊等水體中的小尺度、光譜上弱幅(然而較穩(wěn)定的)特征、時(shí)變快的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)象的捕捉和持續(xù)監(jiān)控能力非常強(qiáng)大，具有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)化應(yīng)用潛力，建議今后在環(huán)保部層面(如環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心)開(kāi)展基于環(huán)境衛(wèi)星的中國(guó)水生態(tài)問(wèn)題遙感在線監(jiān)視平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)“在線處理”作業(yè)模式，在最快的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)提取出中國(guó)各流域、各湖泊水體的異常生態(tài)信息，大大提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警和安全保障能力。

［1］ 陸桂華，馬倩.2009年太湖水域“湖泛”監(jiān)測(cè)與分析［J］.湖泊科學(xué)，2010，22(4):481-487.

［2］ 盛東，徐兆安，高怡.太湖湖區(qū)“黑水團(tuán)”成因及危害分析［J］.水資源保護(hù)，2010，26(3):41-44.

［3］ 王成林，張寧紅，張?jiān)?，?基于氣象條件的太湖湖泛預(yù)警研究［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010，2(5):1-4.

［4］ 馬榮華，唐軍武，段洪，等.湖泊水色遙感研究進(jìn)展［J］.湖泊科學(xué)，2009，2l(2):143-158.

［5］ 王橋.基于環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星的生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)［M］.北京:科學(xué)出版社，2010.

［6］ 吳傳慶，王橋，楊志峰，等.太湖水華的遙感分析［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2007，23(3):52-56.

［7］ 李旭文，牛志春，姜晟.Landsat5 TM遙感影像太湖藍(lán)藻水華反射光譜特征研究［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2010，22(6):54-57.

［8］ 李旭文.太湖湖泛現(xiàn)象的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2012，24(2):12-17.

［9］ 金鑫，李云梅，王橋，等.基于太湖氣溶膠類型分區(qū)的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星 CCD 大氣校正［J］.湖泊科學(xué)，2010，22(4):504-512.

［10］ 許華，顧行發(fā)，李正強(qiáng)，等.基于輻射傳輸模型的環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD相機(jī)的水體大氣校正方法研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2011，31(10):2798-2803.

［11］ 王中挺，王子峰，厲青，等.環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星在監(jiān)測(cè)大氣PM10中的應(yīng)用［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2011，31(2):202-206.

Remote Sensing Monitoring of Black Color Water Blooms in Lake Taihu Based on HT Satellite CCD Data

LI Xu-wen，NIU Zhi-chun，JIANG Sheng，JIN Yan
(Jiangsu Provincial Environmental Monitoring Center，Najing，Jiangsu 210036，China)

HJ1 Satellite CCD images acquired on May 11，2009，August 21，2010，July 28，2011 and September 24，2011，respectively，showed occurrences of dark color water bloom(DCWB)near the shore of western part of lake Taihu.Due to lack of 2.1μm band in HJ1 CCD which is important to the retrieval of aerosol status，the synchronous ground measured visibility data from an ambient air quality station which is geographically close to lake Taihu were used in FLAASH atmospheric correction.Results showed DCWB had lower reflectance at HJ-1 CCD bands，1，2，3 and 4 than reference water bodies，and reflectance at band 4 was gently higher than at band 3，spectral characteristics was in coincidence with those derived from Landsat ETM sources.

HJ1 satellite;CCD;Satellite remote sensing;Lake Taihu;black color water bloom(BCWB);monitoring

X824

A

1674-6732(2012)-03-0001-09

10.3969/j.issn.1674-6732.2012.03.001

2012-03-30

國(guó)家水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)體系研究與示范項(xiàng)目(2009ZX07527-006);水體污染控制與治理重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2009ZX07101-011)。

李旭文(1966—)，男，研究員級(jí)高工，碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感應(yīng)用、生態(tài)監(jiān)測(cè)。