一种湿地河流叶绿素a遥感反演方法

作者：刘卫华,王思远,马元旭,申明,游永发,海凯,吴林霖

摘要：叶绿素a作为一项重要的水质安全评价指标,其浓度的准确监测对水产行业发展、水生态系统平衡和人类饮水安全等有着重要意义。随着对地观测卫星传感器空间和光谱分辨率的提高,遥感技术在河流水质时空变化监测中发挥着越来越重要的作用。本文以新疆巴音布鲁克湿地河流水体为研究对象,同步采集了水体反射光谱和水样,并在实验室对叶绿素a、浊度等水质参数进行测定。首先,基于光谱波段对叶绿素a浓度的敏感性分析,构建了多种光谱指数模型;然后,提出以4.50 mg/m^3作为水体叶绿素a浓度分级阈值,利用三波段半分析模型因子D3B与叶绿素a的线性关系建立水体叶绿素a浓度分级标准,进而对比评估了11种经验、半分析模型分别在全部样本数据集和两级叶绿素a浓度数据集中的精度表现;其次,根据各模型精度结果选用三波段半分析模型D3B和蓝绿波段比模型OC2V4,组成叶绿素a分级反演算法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种单一算法提高了50%以上;最后,本文利用Sentinel-2影像,对湿地河流水体叶绿素a浓度的空间分布特征和季节时序模式进行了分析,得到该水域夏季叶绿素a含量最高,春秋季次之,冬季最低的结论。此外,本研究还发现气温相比其他环境因子对水体Chl-a浓度的控制作用更加明显。

发文机构：中国科学院空天信息创新研究院 中国科学院大学 福州大学 东华理工大学

关键词：遥感光谱分析湿地河流模型评价叶绿素a反演时空分布气象因子巴音布鲁克remote sensingspectrum analysiswetland rivermodel evaluationchlorophyll-a retrievalspatiotemporal distributionmeteorological factorBayanbulak

分类号： R28[医药卫生—中药学]