東北地理所首次實(shí)現(xiàn)中國水體透明度30m分辨率遙感反演
湖泊透明度（SD）是描述湖泊水質(zhì)和湖泊光學(xué)特征的一個重要參數(shù)，其變化主要受湖水中光學(xué)活性組分（藻類、非藻類顆粒物、黃色物質(zhì)）和純水自身的影響；同時， SD也是評價湖泊富營養(yǎng)化的一個重要指標(biāo)，直觀反映湖水清澈和混濁程度，是衡量水下光場的重要指標(biāo)之一。因此，開展湖泊SD的相關(guān)研究對湖泊生態(tài)修復(fù)具有十分重要的理論意義。
遙感技術(shù)具有監(jiān)測范圍大、時效性強(qiáng)、可重復(fù)觀測等優(yōu)點(diǎn)，能夠彌補(bǔ)常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測方法定時定點(diǎn)的不足，是進(jìn)行內(nèi)陸水體SD大范圍長時序監(jiān)測的最佳手段之一。雖然，近年來針對內(nèi)陸水體SD區(qū)域性遙感監(jiān)測研究已取得了重要進(jìn)展，但由于中國內(nèi)陸水體光學(xué)組分復(fù)雜，獲得大尺度、長時間序列的水體SD遙感數(shù)據(jù)仍然是難以攻克的難題，其中覆蓋不同類型水體的光學(xué)屬性與水質(zhì)數(shù)據(jù)的獲取、遙感影像數(shù)據(jù)的大氣校正、具有時空可移植性模型的構(gòu)建是解決問題的關(guān)鍵。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組的科研人員歷時6年，對全國湖泊水體SD進(jìn)行了34次野外調(diào)查分析（圖1），基于實(shí)測數(shù)據(jù)與Landsat OLI遙感數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一種新的基于紅藍(lán)波段比值的估算SD遙感模型，首次實(shí)現(xiàn)了30米分辨率全國湖泊SD遙感反演（圖2）。本研究表明，Landsat影像經(jīng)過瑞利散射校正后，與現(xiàn)場觀測的數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)湖泊SD的定量反演（面積為>8 ha）。此外，該方法表明可利用Landsat遙感影像進(jìn)行全國或更大范圍的湖泊SD長時序反演估算，為內(nèi)陸水管理和水質(zhì)改善提供技術(shù)支持。
該研究成果發(fā)表在國際期刊Remote Sensing of Environment上，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所宋開山研究員和劉閣助理研究員為共同第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
該研究得到了國家重點(diǎn)計劃課題（2016YFB0501502）和國家自然科學(xué)基金（41730104）的共同資助。
圖1 中國水體透明度采樣湖泊分布圖
圖2 中國湖泊水體透明度遙感反演結(jié)果
論文信息如下：
Kaishan Song*, Ge Liu, Qiang Wang, Zhidan Wen, Lili Lyu, Yunxia Du, Linwei Sha, and Chong Fang. Quantification of Lake Clarity in China Using Landsat Oli Imagery Data. Remote Sensing of Environment, 2020, 243, 111800. https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111800
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