【摘 要】
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2019-09-12成功发射的资源一号02D卫星(ZY-102D)搭载了新一代可见短波红外高光谱相机AHSI(Advanced Hyperspectral Imager),其丰富的细分波段和较高的空间分辨率在内陆湖库水质监测方面具有较大潜力,但数据可用性有待分析和验证.本研究以中国华东和华北平原的典型富营养湖库(太湖、于桥水库)和中营养湖库(小浪底水库)为研究区,开展基于ZY-102D高光谱影像的叶绿素a浓度反演研究.以3个研究区在46个采样点地面测量的叶绿素a浓度和同步获取影像的遥感反射率作为数据源,基
【机 构】
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自然资源部国土卫星遥感应用中心,北京100048;中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室,北京100094;中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京100049;中国科学院空天信息创新研究院
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2019-09-12成功发射的资源一号02D卫星(ZY-102D)搭载了新一代可见短波红外高光谱相机AHSI(Advanced Hyperspectral Imager),其丰富的细分波段和较高的空间分辨率在内陆湖库水质监测方面具有较大潜力,但数据可用性有待分析和验证.本研究以中国华东和华北平原的典型富营养湖库(太湖、于桥水库)和中营养湖库(小浪底水库)为研究区,开展基于ZY-102D高光谱影像的叶绿素a浓度反演研究.以3个研究区在46个采样点地面测量的叶绿素a浓度和同步获取影像的遥感反射率作为数据源,基于5种典型的叶绿素a半经验模型进行了模型参数优化和叶绿素a反演精度验证.结果 表明,基于中心波长为705 nm和671 nm的波段比值模型叶绿素a反演精度最高,模型R2为0.78,平均无偏相对误差(AURE)和均方根误差(RMSE)分别为13.5％和4.5 mg/m3.研究表明,ZY-102D高光谱数据在内陆水体叶绿素a浓度高精度反演方面具有重要潜力,但未来需要通过多星组网提升监测能力,以及发展针对于ZY-102D水体图像的降噪和大气校正方法.
其他文献
在浅水湖泊中,水生植物具有净化水质、抑制藻类、提供鱼类食物和栖息环境等生态功能,同时,其过度扩张也会加速湖泊淤浅和沼泽化、引起湖泊二次污染等环境负效应.实时动态地掌握湖泊水生植被类群和种群的空间分布及其面积、生物量等指标信息,对湖泊生态修复和评估、水生植被恢复和管理等具有重要现实意义.遥感技术的大面积、实时、动态等特点,为水生植被的现状监测、历史追溯、变化规律揭示等提供了有效手段.本文围绕“水生植被遥感”研究主题,开展了国内外文献调研,梳理了水生植被遥感监测的主要研究内容,并重点阐述了各内容的研究进展和方
湖泊碳循环是全球碳循环过程中的重要环节,随着全球碳循环研究的不断深入,湖泊碳循环对全球碳循环的影响,以及其对全球气候变化的调节作用越来越受到关注.然而,由于湖泊分布的破碎性(大于0.002 km2的湖泊约有1.17×108个,并零星地分布在全球)和多样性(流域生态多样性,湖泊类型多样性,分布的气候带多样性等),使得全面监测和研究全球湖泊碳循环具有较大的挑战性.具有大面积同步连续观测优势的遥感技术可以克服传统观测方法的局限,可为全球湖泊碳循环研究提供大面积同步观测数据的支撑.同时,由于光谱在物质识别和探测方
湖泊提供重要的生产生活用水,在维系生态安全方面发挥显著的价值.中国地理环境复杂多样,湖泊类型各异,不同湖区间的湖泊时空变化特征及驱动机制复杂.两次全国湖泊调查是国家尺度的湖泊变化监测的开创性工作,近年来伴随遥感数据源的海量积累和湖泊遥感提取方法的快速发展,大尺度湖泊水体变化遥感监测研究取得了长足的发展.然而,由于人工判读、湖泊类型判别依据和遥感数据源时相的差异,湖泊水体遥感提取结果及面积估算存在不同程度的出入.首先,本文总结了现有全国尺度湖泊监测研究的遥感数据源、方法和结果,分析了不同研究分析结果差异的可
湖泊富营养化由于其可导致藻类水华暴发,引发生态系统灾变和饮用水风险,是中国乃至全球湖泊面临的主要生态环境问题.湖泊营养状态精准、实时、大范围的同步监测是准确掌握湖泊水环境变化特征,开展富营养化成因分析、评价评估、治理修复和管理考核的重要基石.相比地面调查的传统手段,遥感具有快速、大范围、周期性等优点,已经广泛应用于叶绿素、透明度和营养状态等多种湖泊水环境参数监测.通过深入分析近年来大量相关文献,本文系统总结了现有湖泊营养状态遥感估算和评价方法,介绍了表征湖泊营养状态关键参数反演算法的研究进展,最后从遥感大
二类水体主要包括内陆及近岸水体,受浮游植物、悬浮颗粒、有色可溶性有机物等多种因素影响,光学特性复杂多变,难以建立统一的水环境参数遥感定量估算模型.针对水体的光学特征,进行水体光学分类,进而反演水环境参数的方法,不仅能够提高参数估算精度,而且便于模型在同类水体中推广应用.水体光学分类方法主要包括基于固有光学特征的光学分类、基于遥感反射率波形特征的光学分类和以参数反演为目标的光学分类等方法.在分类反演的策略中,包括分类与模型算法融合、基于水体光学类型优选算法、优选多模型混合计算等方法.具体应用时,需要根据研究
水位是反映水体变化的重要变量,利用卫星测高技术获取湖库的水位信息,很大程度上改变了传统地面观测数据匮乏的现状.本文综述了卫星雷达测高技术在湖泊和水库动态监测方面的理论、主要的数据处理方法和数据产品,以及当前的主要研究进展.从文献检索可以看出,当前的应用研究对象主要聚焦在个别湖泊或小范围内的湖泊群;在数据处理方面,数据以单一测高任务数据为主,并依赖于主流数据库的三级产品,针对一级、二级产品的数据处理方法研究较少;在研究主题方面,主要以湖库水位变化趋势及影响因素分析为主,也有少量研究聚焦在水量估算、流域水文模
青藏高原湖泊水位是反映生态环境变化的重要指标,为了使用多源卫星测高数据构建高精度、长时序的湖泊水位时间序列,本文提出了一种基于大气路径延迟校正、波形重定、异常值检测、卫星间偏差调整的高精度湖泊水位序列构建策略.以拉昂错为研究对象,利用本文方法对TOPEX/Poseidon、Jason-1/2/3高度计数据进行处理,构建了拉昂错1992年-2020年的高精度水位时间序列,讨论分析了1992年-2020年湖泊水位、面积和流域内降水、温度、蒸发的关系.结果 表明,拉昂错水位在1992年-2020年整体下降约6.
卫星激光测高数据在湖泊水位测量方面具有重要的应用价值和独特优势,本文针对国产高分七号卫星上装备的线性体制全波形激光测高仪,开展在大型湖泊水位测量方面的应用探讨.介绍了高分七号卫星的基本参数,并与其他类卫星做了对比,分析了影响湖泊水位测量精度的卫星侧摆、大气散射、回波波形饱和等因素,研究了湖泊水面激光点的提取方法,结合ICESat、ICESat-2在青海湖和哈拉湖上的激光点开展了对比分析,并利用RTK-GPS测量方式对呼伦湖冰面激光点进行了实地精度验证.结果 表明,高分七号卫星湖面激光点虽然稀疏,但内部一致
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青藏高原湖泊数量多、分布广、所占面积大,是亚洲水塔的重要组成部分,其受到人类活动的干扰较少,是理解高原生态环境变化机理的钥匙.青藏高原湖泊是气候变化敏感的指示器,在全球快速变暖背景下其对气候变化的响应如何?本研究基于多源遥感数据监测结果,系统地总结了青藏高原湖泊(大于1 km2)在过去近50 a(1976年-2018年)的面积、水位与水量变化等方面的研究进展.主要结论如下:(1)青藏高原湖泊总数量从1970s的1080个增加到2018年的1424个(+32％),湖泊总面积从4万km2扩张到5万km2(+2