石佛寺水库叶绿素a浓度高光谱遥感反演

孙 昊，周林飞

(沈阳农业大学水利学院，沈阳 110161)

人类的生命活动离不开水，因此古文明都发源于各个大型流域内。在人类发展初期，科技较为落后，人类活动对水体的污染较小。随着科技的发展，水体的承载压力越来越大，当污染物超过了水体的自净能力时，便产生了水体污染。各类水体由于靠近人类聚集地，通常会有各类污染物流入，致使水体易趋于富营养化。藻类以及浮游生物利用这些营养物质过量繁殖生长，使得水体中的溶解氧不断减少，令水质逐渐变差。叶绿素作为藻类等水生植物关键的组成部分，其浓度的大小可以用于判断水体是否富营养化[1]。传统的监测水体叶绿素a浓度的手段存在局限性、离散性和瞬时性等缺点。而新兴的遥感技术拥有许多优点，如费用更低、效率更高、范围更广，并易于进行长时间监测等[2]。Fraser[3]测量了美国22个内陆湖的光谱反射率与叶绿素a浓度，并分析了两者之间的相关关系。得出叶绿素a浓度及其对应反射光谱的一阶微分值相关性良好的结论；Kevin[4]等通过研究认为可以用672 nm及704 nm两个波段的反射比来进行相关的分析研究；马荣华[5]利用太湖实测叶绿素a浓度及水体的光学特性进行了一系列研究，认为叶绿素a浓度估测时最关键的两个光谱波段分别是682 nm和706 nm；段洪涛[6]等实地测量了查干湖的相关数据，采用波段比和波长的一阶微分两种方式分析其与叶绿素a浓度的相关性。研究发现，R700/R670的反射比以及690 nm波长处的一阶微分值与叶绿素a浓度具有良好相关关系，并由此建立了定量估算模型，R700和R670指700 nm与670 nm处的反射率。……