基于多源遙感數(shù)據(jù)的云南省九大高原湖泊水質(zhì)反演.pdf

1、云南省九大高原湖泊(以下簡稱“九湖”)在云南省社會經(jīng)濟發(fā)展中具有不可替代的作用。隨著九湖流域內(nèi)工業(yè)化進程加快、城市人口增長和居民生活方式的變化，湖泊污染問題日益嚴重，因此，對九湖的湖泊環(huán)境監(jiān)測越來越受到重視，其中對湖泊的水質(zhì)最為關注。
　　本研究以2010-2014年地面分析的水質(zhì)數(shù)據(jù)為基礎，分別以MODIS衛(wèi)星影像(464景)和HJ-1B影像(856景)為遙感數(shù)據(jù)源，建立了反演模型，并通過相關系數(shù)(R)、均方根誤差(RMSE)以

2、及效率系數(shù)(NSE)進行模型驗證，從而實現(xiàn)了對九湖水質(zhì)參數(shù)(葉綠素a、總氮、透明度以及藻類總細胞密度)的反演。本研究得出的主要結(jié)果如下:
　　(1)以MODIS為數(shù)據(jù)源，共建立了153組葉綠素a濃度、163組總氮、146組透明度和128組藻類總細胞密度反演模型，利用R2、RMSE、NSE綜合優(yōu)選出33個葉綠素a濃度、34個總氮、35個透明度和34個藻類總細胞密度組合模型;以HJ-1B影像為數(shù)據(jù)源，共建立了86組葉綠素a濃度、77組

3、總氮、86組透明度和86組藻類總細胞密度反演模型，優(yōu)選出9個葉綠素a濃度、7個總氮、9個透明度和9個藻類總細胞密度組合模型。
　　(2)對比MODIS影像和HJ-1B影像的九湖水質(zhì)反演模型發(fā)現(xiàn)，兩種數(shù)據(jù)源的九湖反演模型的最佳波段組合并沒有明顯規(guī)律，但反演效果相差不大，這說明建立的統(tǒng)計模型與光譜信息的關系并不明顯。HJ-1B影像雖然空間分辨率高，但其受云量覆蓋等因素的影響更大，使得滿足反演要求的數(shù)據(jù)連續(xù)性較差，難以對九湖水質(zhì)參數(shù)進行

4、連續(xù)反演。因此，本研究對九湖水質(zhì)參數(shù)的長期變化進行分析時以MODIS數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源。
　　(3)將九湖的水質(zhì)參數(shù)反演優(yōu)選模型應用到2010-2014年的MODIS遙感影像中，共獲得2070幅葉綠素a濃度反演圖、1840幅總氮反演圖、1840幅透明度反演圖和1840幅藻類總細胞密度反演圖。將優(yōu)選模型應用到HJ-1B遙感影像中，共得出1840幅葉綠素a濃度反演圖、1380幅總氮反演圖、1840幅透明度反演圖和1840幅藻類總細胞密度

5、反演圖。
　　(4)挑選與地面采樣時間相近時段的九湖水質(zhì)參數(shù)空間分布圖進行分析，結(jié)果表明:獲取的九湖水質(zhì)參數(shù)空間分布比較符合專業(yè)人員的判斷，結(jié)果較為合理。從空間分布規(guī)律看，滇池、洱海、程海、杞麓湖、星云湖、異龍湖、撫仙湖和陽宗海的水質(zhì)參數(shù)基本呈現(xiàn)周圍差，中部好的規(guī)律，瀘沽湖則為周圍好，中部低。
　　(5)從年內(nèi)變化上看，地面分析水質(zhì)資料和遙感反演水質(zhì)均表現(xiàn)出一致的變化趨勢:九湖的水質(zhì)參數(shù)最大值基本都出現(xiàn)在6-7月份之間，最小