一種濕地河流葉綠素a遙感反演方法

作者：劉衛華,王思遠,馬元旭,申明,游永發,海凱,吳林霖

摘要：葉綠素a作為一項重要的水質安全評價指標,其濃度的準確監測對水產行業發展、水生態系統平衡和人類飲水安全等有著重要意義。隨著對地觀測衛星傳感器空間和光譜分辨率的提高,遙感技術在河流水質時空變化監測中發揮著越來越重要的作用。本文以新疆巴音布魯克濕地河流水體為研究對象,同步采集了水體反射光譜和水樣,并在實驗室對葉綠素a、濁度等水質參數進行測定。首先,基于光譜波段對葉綠素a濃度的敏感性分析,構建了多種光譜指數模型;然后,提出以4.50 mg/m^3作為水體葉綠素a濃度分級閾值,利用三波段半分析模型因子D3B與葉綠素a的線性關系建立水體葉綠素a濃度分級標準,進而對比評估了11種經驗、半分析模型分別在全部樣本數據集和兩級葉綠素a濃度數據集中的精度表現;其次,根據各模型精度結果選用三波段半分析模型D3B和藍綠波段比模型OC2V4,組成葉綠素a分級反演算法OC2-D3B,其精度(R2=0.96,RMSE=0.32 mg/m^3,MAE=0.24 mg/m^3,MRE=5.71%)相比以上2種單一算法提高了50%以上;最后,本文利用Sentinel-2影像,對濕地河流水體葉綠素a濃度的空間分布特征和季節時序模式進行了分析,得到該水域夏季葉綠素a含量最高,春秋季次之,冬季最低的結論。此外,本研究還發現氣溫相比其他環境因子對水體Chl-a濃度的控制作用更加明顯。

發文機構：中國科學院空天信息創新研究院 中國科學院大學 福州大學 東華理工大學

關鍵詞：遙感光譜分析濕地河流模型評價葉綠素a反演時空分布氣象因子巴音布魯克remote sensingspectrum analysiswetland rivermodel evaluationchlorophyll-a retrievalspatiotemporal distributionmeteorological factorBayanbulak

分類號： R28[醫藥衛生—中藥學]