基于hj1b-ccd1的太湖葉綠素a含量反演

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1、基于町1B-CCD1的太湖葉綠素a含量反聶運(yùn)菊東華理工大學(xué)測(cè)繪工程學(xué)院摘要：波段比值法作為比較成熟的基于生物光學(xué)對(duì)葉綠素a含量反演的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，R前較多運(yùn)用于對(duì)二類水體富營(yíng)養(yǎng)化葉綠素a含量反演?本文分別對(duì)環(huán)境小衛(wèi)星數(shù)據(jù)B3和B4波段作為建立模型的波段組合建立線性回歸、指數(shù)、對(duì)數(shù)、多項(xiàng)式、幕等五種回歸模型?通過F系數(shù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)多項(xiàng)式模型擬合效果最佳?經(jīng)驗(yàn)證點(diǎn)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)此模型對(duì)太湖湖區(qū)的葉綠素a含量能夠進(jìn)行較好的反演.關(guān)鍵詞：太湖;葉綠素a;回歸模型;環(huán)境小衛(wèi)星;作者簡(jiǎn)介：戴芳筠（1993-），女，碩士生，主要從事攝影測(cè)量與遙感技術(shù)應(yīng)用的研究；作者簡(jiǎn)介：

2、聶運(yùn)菊（1978-），女，博士，副教授，主要從事GIS教學(xué)、理論和應(yīng)用研究.收稿日期:2017-05-19基金：江西省數(shù)字國(guó)土重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（DLLJ201718）RetrievalofChlorophyllaConcentrationBasedonHJ1B-CCD1intheTaiLakeDAIFangyunNIEYunjuSchoolofSurveyingandMappingEngineering,EastChinaUniversityofTechnology;Abstract：Thebandratiomethodisamorematuremodel

3、basedonbioopticalmodeltoconstruetthechlorophyllaconcentrationinversionmodel,whichisagoodmethodtoretrievethetwotypesofeutrophicationaconcentra.tion.Therefore,thischoosesbandB4andB3fromHJ1B-CCD1toestab1ishfiveregressionmodels,namcly,linearregression，index,logarithmic,quadraticpoly

4、nomialandexponentiation.BycomparisonwithR2coefficient,thequadraticpolynomicalregressionmodelisthebestmodel.Verifiedbymeasuredpoints,thequadraticpolynomialregressionmodelcanwellretrievethechlorophyllaconcentrationofTaiLake.Keyword：TaiLake;chlorophylla;theregressionmodel;HJ1B-CCD;

5、Received：2017-05-19隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水環(huán)境惡化以及污染是我國(guó)面臨的重要問題?我國(guó)很多重要的淡水湖、水庫(kù)和河段富營(yíng)養(yǎng)化問題越來越嚴(yán)重?葉綠素a作為最重要的水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)么一，其變量是反映水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)g_?目前，我國(guó)對(duì)于水質(zhì)的監(jiān)測(cè)體系主要采取定時(shí)定點(diǎn)的地面監(jiān)測(cè)為主而難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)?遙感技術(shù)作為主要的探測(cè)技術(shù)之一，具有收集資料便捷、檢測(cè)范圍較大、信息量龐大等特點(diǎn)，能夠在空間和時(shí)間上對(duì)水體水質(zhì)進(jìn)行廣泛監(jiān)測(cè)?國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)于二類水體中葉綠素a含量反演進(jìn)行了大量研究［4-11］,包括葉綠素Q的光譜特征、最佳波段組合，

6、以及構(gòu)建反演模型，都取得了重大進(jìn)展?結(jié)合地面實(shí)測(cè)遙感數(shù)據(jù)，構(gòu)建一系列葉綠素a含量反演模型，例如單波段法、波段比值法［⑵、三波段法等在二類水體中葉綠素a含量反演中取得了廣泛運(yùn)用.環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星是中國(guó)第一個(gè)專門用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的小衛(wèi)星，其上搭載超光譜成像儀，具有連續(xù)高光譜設(shè)置和往返周期較短的優(yōu)點(diǎn)，能夠反映出二類水體中的微小變化，從而來提高反演精度，同時(shí)能夠?qū)λw進(jìn)行大范圍實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).1研究區(qū)概況太湖位于長(zhǎng)江三角洲的南緣，是我國(guó)五大淡水湖之一，界于北緯30°55'40"~31°32'58"和東經(jīng)119°52'32"~120。36'10"之間.近年來，由于太

7、湖流域經(jīng)濟(jì)區(qū)快速發(fā)展和周邊城市的工業(yè)化、城市化，產(chǎn)生大量廢水、污水，使太湖水體富營(yíng)養(yǎng)化問題H趨嚴(yán)重?每年大范圍爆發(fā)藍(lán)藻水華，不僅使湖中魚蝦大面積死亡，破壞水體生態(tài)平衡，同時(shí)對(duì)周邊居民生活用水產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，對(duì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)造成了難以計(jì)算的損失.因此，采用遙感技術(shù)對(duì)太湖葉綠素3進(jìn)行連續(xù)實(shí)吋的監(jiān)測(cè)具有重要意義.圖1步驟流程圖Fig.1Thef1owchartofsteps下載原圖2研究?jī)?nèi)容根據(jù)環(huán)境小衛(wèi)星CCD影像數(shù)據(jù)特點(diǎn)和二類水體葉綠素a反演技術(shù)要求，選用的技術(shù)路線為:首先對(duì)環(huán)境小衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后利用波段比值法對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立多個(gè)擬合模型，將合適的模型

8、運(yùn)用到整個(gè)太湖水面區(qū)，從而反演出整個(gè)太湖區(qū)葉綠素a的含量，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，具體流程圖如圖1所