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《鄱陽湖葉綠素a濃度遙感反演》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第36卷第34期山西建筑Vo.l36No.342010年12月SHANXIARCHITECTUREDec.2010357水利工程文章編號(hào):10096825(2010)34035703鄱陽湖葉綠素a濃度遙感反演黃國金劉成林樂興華摘要:為推動(dòng)利用遙感技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè),在對(duì)實(shí)測(cè)葉綠素a數(shù)據(jù)和同步的MODIS數(shù)據(jù)敏感波段分析的基礎(chǔ)上,將統(tǒng)計(jì)回歸方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立的遙感反演模型作了反演效果比較,得出應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于統(tǒng)計(jì)回歸構(gòu)建遙感反演模型。關(guān)鍵詞:水質(zhì)監(jiān)測(cè),葉綠素a,MODIS數(shù)據(jù),遙感反演中圖分類號(hào):P331文獻(xiàn)標(biāo)
2、識(shí)碼:A0引言由ENVI軟件完成。對(duì)于輻射定標(biāo),用ENVI打開MODIS數(shù)據(jù),就是大氣頂層反射率。水資源是生態(tài)系統(tǒng)的血液,是地球環(huán)境中最重要和最有活力基于影像特征的黑像元法(DarkObjectMethods)大氣校正方的因素。然而隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程以及其他人為法是常用于缺少輔助大氣、地面參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)和偏遠(yuǎn)研究區(qū)域活動(dòng)的影響,淡水資源日趨衰竭,尤其是湖泊、河流水體污染以及[12]遙感影像的一種方法。本研究采用基于Chavez提出的黑像元富營養(yǎng)化問題日益嚴(yán)重。葉綠素a濃度含量不僅能反映水中浮選擇方式上的黑像元大氣校正方法,其黑像元選擇的基本思想游生物和初級(jí)生產(chǎn)力的分布,還能反映
3、水體富營養(yǎng)化程度的一個(gè)[1]是:根據(jù)遙感圖像不同波段的直方圖,從零亮度值對(duì)應(yīng)的像元到重要指標(biāo)。通過測(cè)定葉綠素a含量來表明水體中藻類存量,進(jìn)非零亮度值對(duì)應(yīng)的像元數(shù)量有一個(gè)很快的上升,像元數(shù)量突然增而評(píng)價(jià)水體富營養(yǎng)化程度是目前湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)中最常用,也是最加處所對(duì)應(yīng)的亮度值就可以當(dāng)作黑暗像元的值;或者是圖像直方直接有效的方法。常規(guī)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法受人力、物力和氣候水文圖由非零亮度值開始,逐漸隨像元個(gè)數(shù)增高,則非零亮度值開始條件的限制,采集的數(shù)據(jù)量不可能太多,而且成本高、速度慢?；鵞2,3]處對(duì)應(yīng)的亮度值就可以當(dāng)作黑暗像元值。于遙感技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)
4、。3敏感波段分析[4]到目前為止,還沒有專門用于湖泊衛(wèi)星傳感器。湖泊水體在水質(zhì)監(jiān)測(cè)波段相關(guān)性分析中,一般通過分析單波段或者波相比于海洋水體,組分復(fù)雜,海洋水體遙感衛(wèi)星傳感器應(yīng)用于湖段反射率值組合與水質(zhì)參數(shù)濃度的相關(guān)性,尋找各水質(zhì)參數(shù)敏感[13]泊具有一定的局限性。MODIS1B數(shù)據(jù)具有良好的時(shí)間分辨率以性波段。常用波段比值、和值、差值及和差組合算法。對(duì)于做及較高的光譜分辨率,并已成功應(yīng)用于太湖水質(zhì)參數(shù)濃度監(jiān)雙變量正態(tài)分布樣本的線性相關(guān)分析時(shí),可選擇積矩相關(guān)系數(shù),[5]測(cè)。國內(nèi)在湖泊水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)起步較晚,水質(zhì)參數(shù)反演的建模即Pearson相關(guān)系數(shù)r,其計(jì)算公式如下:方法主要包括:分析方法、經(jīng)驗(yàn)
5、方法以及半經(jīng)驗(yàn)方法。統(tǒng)計(jì)回歸n[6,7][8,9](xi-x)(yi-y)方法是一種經(jīng)驗(yàn)方法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法是一種半經(jīng)驗(yàn)方i=1r=(2)法。本文選擇Terra和Aqua的MODIS1B數(shù)據(jù)作為鄱陽湖遙感反nn22演的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源,對(duì)分別基于統(tǒng)計(jì)回歸方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(xi-x)(yi-y)i=1i=1建立的遙感反演模型做了反演效果比較。其中,x為各波段光譜遙感反射率或波段光譜遙感反射率組1水質(zhì)采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理合;y為水質(zhì)參數(shù)濃度;n為樣本點(diǎn)數(shù)。SPSSstatistcs17.0軟件提供了功能強(qiáng)大的圖形環(huán)境的統(tǒng)計(jì)水質(zhì)采樣數(shù)據(jù)是在2009年9月中旬采集的,此時(shí)正是鄱陽湖分析和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),
6、本文的Pearson相關(guān)分析正是借助于此軟豐水期,共27個(gè)葉綠素a濃度數(shù)據(jù)。采樣數(shù)據(jù)用格拉布斯***件完成。SPSS用!?表示有顯著的相關(guān)關(guān)系,用!?表示有非(GRUBBS)檢驗(yàn)方法來檢驗(yàn)是否存在異常值,格拉布斯公式為:常顯著的相關(guān)關(guān)系。
7、Xi-X
8、Gn=(1)選擇MODIS陸地波段,按照250m,500m兩組分辨率反射率S其中,X為樣本值;X為樣本均值;S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)分別與實(shí)測(cè)葉綠素a濃度做波段相關(guān)分析(見表1)。i檢驗(yàn)結(jié)果顯示27個(gè)實(shí)測(cè)的葉綠素a濃度值不存在異常值。4反演模型構(gòu)建2MODIS數(shù)據(jù)處理基于葉綠素a的敏感波段分析,采用統(tǒng)計(jì)回歸以及BP神經(jīng)從NASA官方網(wǎng)站上免費(fèi)下載后
9、的MODIS數(shù)據(jù)按照以下步網(wǎng)絡(luò)兩種建模方法進(jìn)行反演模型的構(gòu)建。模型構(gòu)建的擬合優(yōu)度2[10,11]通常用判定系數(shù)R來衡量,回歸模型的檢驗(yàn)度量用均方根誤差驟進(jìn)行處理:圖像篩選幾何糾正輻射定標(biāo)圖像剪裁大氣校正獲取地表反射率。幾何糾正采用等經(jīng)緯度投影:GeoERME來衡量。graphicLat/Lon,基準(zhǔn)面:WGS84,結(jié)合MODIS1B數(shù)據(jù)自帶信息收稿日期:20100813作者簡介:
