2023年 04期

摘要(Abstract)：

为了定量表征南四湖水体中叶绿素a浓度时空变化规律，以高分一号宽幅覆盖相机数据为数据源，采用经验模型反演算法，以单波段反射率或波段反射率组合为基础，建立遥感数据与实时或准实时叶绿素a浓度的回归分析模型，验证模型精度并进行反演。结果表明，λ_(B2)/(λ_(B1)+λ_(B3))是最优反演波段组合，决定系数大于0.7,模型平均相对误差为11.11%,归一化均方根误差为11.46%,模型精度较高，可用于南四湖水域中叶绿素a浓度的定量反演；将反演模型应用于2021年不同季节的四景影像上，得到南四湖水域中不同季节的叶绿素a浓度时空分布情况，与实际情况基本吻合。

关键词(KeyWords)： 遥感数据;叶绿素a;反演模型;南四湖

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51909104);; 山东省自然科学基金项目(ZR2020ME249)

作者(Author): 刁超,桑国庆,彭涛,王君诺

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20230404.001

参考文献(References)：

[1] 程春梅，李渊，丁奕，等.基于GF-1/WFV的钱塘江叶绿素a和总悬浮物浓度遥感估算[J].长江科学院院报，2019,36(1):21.

[2] TOMING K,KUTSER T,LAAS A,et al.First experiences in mapping lake water quality parameters with Sentinel-2 MSI imagery[J].Remote Sensing,2016,8(8):640.

[3] 罗婕纯一，秦龙君，毛鹏，等.水质遥感监测的关键要素叶绿素a的反演算法研究进展[J].遥感技术与应用，2021,36(3):473.

[4] 陈楚群，施平，毛庆文.南海海域叶绿素浓度分布特征的卫星遥感分析[J].热带海洋学报，2001(2):66.

[5] 宁津生，王正涛.面向信息化时代的测绘科学技术新进展[J].测绘科学，2010,35(5):5.

[6] 马荣华，唐军武.湖泊水色遥感参数获取与算法分析[J].水科学进展，2006(5):720.

[7] MOSES W J,GITELSON A A,BERDNIKOV S,et al.Estimation of chlorophyll-a concentration in case II waters using MODIS and MERIS data:successes and challenges[J].Environmental Research Letters,2009,4:045005.

[8] 董舜丹，何宏昌，付波霖，等.基于Landsat-8陆地成像仪与Sentinel-2多光谱成像仪传感器的香港近海海域叶绿素a浓度遥感反演[J].科学技术与工程，2021,21(20):8702.

[9] 郑炎辉，张园波，何艳虎.基于GF-1 WFV影像与神经网络模型的水库水质多参数反演研究[J].人民珠江，2020,41(7):57.

[10] 郭云开，钱佳，雷宇斌，等.基于GF-1卫星数据的水库叶绿素a浓度联合反演研究[J].测绘工程，2021,30(4):14.

[11] 徐鹏飞，程乾，金平斌.基于神经网络模型的千岛湖清洁水体叶绿素a遥感反演研究[J].长江流域资源与环境，2021,30(7):1670.

[12] 项雅波，张春萍，武治国，等.基于Landsat 8数据的沙湖叶绿素a反演研究[J].国土与自然资源研究，2022(1):88.

[13] 陈艳，刘绥华，王堃，等.基于Landsat卫星影像的草海水质遥感反演及营养状态评价[J].水生态学杂志，2020,41(3):24.

[14] 刘灿德，何报寅.水质遥感监测研究进展[J].世界科技研究与发展，2005(5):46.

[15] 祝令亚.湖泊水质遥感监测与评价方法研究[D].北京：中国科学院研究生院(遥感应用研究所),2006.

[16] 疏小舟，尹球，匡定波.内陆水体藻类叶绿素浓度与反射光谱特征的关系[J].遥感学报，2000(1):41.

[17] 武周虎，慕金波，谢刚，等.南四湖及入出湖河流水环境质量变化趋势分析[J].环境科学研究，2010,23(9):1167.

[18] 曹引，冶运涛，张小娟，等.南四湖水体浊度高光谱定量反演模型[J].南水北调与水利科技，2015,13(5):883.

[19] 徐好.南四湖水质时空分布及评价研究[D].济南：济南大学，2019:9.

[20] 田盼，李亚莉，李莹杰，等.三峡水库调度对支流水体叶绿素a和环境因子垂向分布的影响[J].环境科学，2022,43(1):296.

[21] 白照广.高分一号卫星的技术特点[J].中国航天，2013(8):5.

[22] 李妍敏，舒双宝，李志文，等.高分一号WFV相机的大气校正与图像质量评估[J].光学学报，2020,40(20):33.

[23] 张带琴.基于多源遥感信息的鄱阳湖叶绿素浓度反演模型研究[D].南昌：南昌大学，2019:26-30.

[24] 杨静.基于高分一号影像的山区细小河流宽度提取方法[D].北京：清华大学，2019:23-31.

[25] SHAO W,TAO Z,XIE Y,et al.Based on the GF1 and GF4 radiation calibration analysis[J].International Journal of Embedded Systems,2020,13(3):330-332.

[26] 陶然，彭金婵，张豪，等.内陆水体叶绿素a浓度遥感监测方法研究进展[J].地理信息世界，2019,26(4):47-48.

[27] WANG M C,NIU X F,CHEN S B,et al.Inversion of chlorophyll contents by use of hyperspectral CHRIS data based on radiative transfer model[J].Iop Conference,2014,17:012073.

[28] 闻建光.太湖水体叶绿素a遥感监测模型研究[D].长春：吉林大学，2005:20-21.

[29] 周艺，周伟奇，王世新，等.遥感技术在内陆水体水质监测中的应用[J].水科学进展，2004(3):313.

[30] 李建鸿，黄昌春，査勇，等.长江干流表层水体悬浮物的空间变化特征及遥感反演[J].环境科学，2021,42(11):5245.

[31] 谢婷婷，陈芸芝，卢文芳，等.面向GF-1 WFV数据的闽江下游叶绿素a反演模型研究[J].环境科学学报，2019,39(12):4279-4281.

[32] 马方凯，高兆波，叶帮玲.基于高分遥感卫星影像的汤逊湖水质遥感反演[J].水资源开发与管理，2021(5):72-73.

[33] 浦玲伟.基于高分影像的太湖东岸带叶绿素a浓度遥感反演研究[D].苏州：苏州科技大学，2019:25-27.

[34] 刘建刚，褚庆全，王光耀，等.基于DSSAT模型的氮肥管理下华北地区冬小麦产量差的模拟[J].农业工程学报，2013,29(23):125.