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利用Hyperion高光谱数据的三波段法反演太湖叶绿素a浓度
  • ISSN号:0250-3301
  • 期刊名称:环境科学
  • 时间:0
  • 页码:2904-2910
  • 语言:中文
  • 分类:X87[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院遥感应用研究所,北京100101, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:中国科学院重大交叉项目(KZCX1-YW-14-2);国家自然科学基金项目(40671141,40701126)
  • 相关项目:内陆水体生物光学特性和多尺度反演模型研究
中文摘要:

以2004-08-19太湖野外试验所获取的水质数据(叶绿素a浓度7.8~154.3μg·L^-1总悬浮物浓度65.0~190.2 mg.L^-1,N=38)和同步的Hyperion星载高光谱数据为研究对象,利用三波段算法反演太湖水体的叶绿素a浓度.通过分析太湖固有光学量的特点,提出适用于太湖的3个特征波段的选择依据,并对波段进行优化计算,在此基础上建立了三波段统计模型,最后对模型的反演精度进行分析与评价.结果表明,Hyperion的B34(691.37 nm)、B37(721.90 nm)和B50(854.18 nm)组成三波段模型变量与叶绿素a浓度具有最高的相关系数(r=0.934),模型的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.872和13.93μg·L^-1其反演精度优于传统经验统计模型,如比值模型(R2=0.844,RMSE=15.41μg·L^-1和一阶微分模型(R2=0.831,RMSE=16.00μg·L^-1.研究结果证实了三波段法适用于内陆富营养化浑浊水体和Hyperion高光谱数据,为今后更精确地反演内陆水体的叶绿素a浓度提供了参考依据.

英文摘要:

To retrieve chlorophyll a(Chla) concentration in Taihu Lake by three-band model,a field study was conducted on August 19,2004 to collect water samples(N=38),which contained widely variable Chla(7.8-154.3(μg·L^-1) and total suspended solids(65.0-190.2mg·L^-1 dry wt),and the synchronous Hyperion images was also acquired as remote sensing data.After obtaining the approximate range of wavelengths for the three bands by analyzing the inherent optical properties of Taihu Lake,the three-band models were spectrally tuned to select the bands for most accurate Chla estimation.Finally Hyperion B34(691.37 nm),B37(721.90 nm) and B50(854.18 nm) were selected to establish a three-band model.The results show that strong linear relationship is found between analytically measured Chla and the three-band model(r=0.934),which accounts for 87.2% of variation in Chla and allows estimation of Chla with a root mean square error(RMSE) of 13.93(μg·L-1),whereas the traditional two-band models accounts for lower accuracies of Chla estimation(spectral ratio,R2=0.844,RMSE=15.41(μg·L^-1),and reflectance first-derivative,R^2=0.831,RMSE=16.00(μg·L^-1)).The findings prove that the three-band model is applicable for Chla retrieval in turbid,productive inland waters and by using Hyperion hyperspectral data.

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期刊信息
  • 《环境科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:赵进才
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  • 国际标准刊号:ISSN:0250-3301
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  • 邮发代号:2-821
  • 获奖情况:
  • 在全国第一届和第二届优秀科技期刊评比中分别荣获...,二次荣获中国科学院优秀期刊评比一等奖,荣获中国期刊方阵双奖期刊荣誉
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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