基于環(huán)境1號衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)的太湖總懸浮物濃度估算模型研究.pdf

1、內(nèi)陸水體的總懸浮物濃度是其重要的水質(zhì)參數(shù),也是水質(zhì)評價重要指標之一。與傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比,基于遙感水質(zhì)參數(shù)估算的方法具有效益高、面積大、時效好、可取得連續(xù)數(shù)據(jù)等優(yōu)點。目前基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的總懸浮物濃度估算模型已有大量研究,由于水質(zhì)參數(shù)隨著自然環(huán)境的變化,隨時都在改變,野外實驗實際采樣往往需要一段時間,衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取是某一瞬間,因此用實測水質(zhì)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星數(shù)據(jù)建立估算模型時,難以實現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)同步。本研究嘗試針對這一問題進行改進。
　　

2、 本文以太湖為研究區(qū),采用太湖的實測光譜數(shù)據(jù)與水體總懸浮物濃度數(shù)據(jù),通過ASD實測光譜數(shù)據(jù)模擬環(huán)境1號衛(wèi)星通道,構(gòu)建太湖水體總懸浮物濃度估算模型；通過地面定標方法,確定實測光譜估算參數(shù)與環(huán)境1號衛(wèi)星所獲得的參數(shù)之間的修正關(guān)系；最終實現(xiàn)基于環(huán)境1號衛(wèi)星多光譜數(shù)據(jù)的太湖總懸浮物濃度估算模型構(gòu)建。環(huán)境1號衛(wèi)星數(shù)據(jù)采用B星CCD2傳感器數(shù)據(jù)。通過研究得出以下結(jié)論：
　　 ⑴確立了太湖水體總懸浮物濃度估算適宜波段。太湖水體呈現(xiàn)典型內(nèi)陸二

3、類水體的光學(xué)特性。通過水體各組分吸收與散射特性的分析,同時結(jié)合樣點實測光譜分析,確定太湖總懸浮物濃度估算敏感波段在600nm～700nm。
　　 ⑵構(gòu)建了基于ASD實測光譜模擬波段的總懸浮物濃度估算模型。通過ASD實測光譜模擬環(huán)境1號衛(wèi)星4個通道(HJ1、HJ2、HJ3、HJ4),得到ASD光譜模擬波段(ASD1、ASD2、ASD3和ASD4),分析了波段和波段組合與總懸浮物濃度相關(guān)性,相關(guān)性較好的分別有ASD3、ASD4、AS

4、D4*ASD4/ASD1、ASD3*ASD4/(ASD1+ASD2)。分別以這些參數(shù)為自變量建立了指數(shù)、線性、對數(shù)、多項式、乘冪等形式的模型,通過對比分析,最終選擇最優(yōu)化的模型為SS=2004*ASD3-34.95,SS是總懸浮物濃度。
　　 ⑶構(gòu)建了基于環(huán)境1號衛(wèi)星的太湖總懸浮物濃度估算模型。選擇地表相對一致的地塊作為定標區(qū),通過定標方法確立了ASD模擬波段與環(huán)境1號衛(wèi)星參數(shù)關(guān)系為ASD3=0.284*HJ3-0.014。從而

5、構(gòu)建了基于環(huán)境1號衛(wèi)星的總懸浮物濃度估算模型為：SS=569.5*HJ3-63.9。模型計算的平均相對誤差在0.25左右,與直接用衛(wèi)星數(shù)據(jù)和地面實測水質(zhì)數(shù)據(jù)進行建模(傳統(tǒng)方法)的計算結(jié)果相比,精度有所提高。
　　 ⑷太湖總懸浮物濃度時空分異特征。首先在時間尺度上秋冬季節(jié)總懸浮物濃度含量較高,從高到低依次:冬>秋>春、夏,尤其在1、12月份總懸浮物濃度明顯偏高。在空間分布上西南區(qū)域高多于東北區(qū)域,中心區(qū)域相對較高,在新塘港、小梅口