行业应用岱海透明度与悬浮物浓度遥感反

岱海

透明度与悬浮物浓度遥感反演

岱海位于内蒙古自治区乌兰察布市凉城县境内,处于一个狭长的陷落盆地之中,岱海流域是我国“两屏三带”生态安全战略格局中北方防沙带的重要一环,也是京津冀地区生态屏障的重要组成部分,地处南亚至西伯利亚生态走廊的重要结点。然近年来,由于降水减少、水资源过度开发等原因,岱海急剧萎缩,水位骤降,水质变劣,截至年10月,湖泊面积为49km2左右,并仍呈缩减态势发展。因此,保护岱海刻不容缓。1.

透明度反演

本文采用刁瑞翔,青松,越亚嫘等()透明度反演模型,该模型利用岱海的野外实测透明度数据和光谱数据,针对Sentinel-2MSI卫星数据波段设置,建立了适合于岱海水体透明度的经验模型,并对经验模型进行精度检验,最终发现蓝红波段比二次模型的反演结果最好(R2=0.64,RMSE=24.71cm,MAPE=28.65%)。

利用时相为年4月20日、5月30日、7月4日的三期Sentinel-2MSI数据,反演得到岱海透明度空间分布图。

反演结果显示,4月20日岱海透明度最高达.48cm,平均透明度为77.51cm,标准差为18.43cm;5月30日岱海透明度最高达.41cm,平均透明度为66.84cm,标准差为23.56cm;7月4日岱海透明度最高达.41cm,平均透明度为.64cm,标准差为29.39cm。7月平均透明度最高,5月的平均透明度最低。岱海区域的地势为四周高,中间低,周边的河流都汇入岱海,整个水系为向心状。空间上,岱海的透明度分布大致表现出西北高,东南低,中部高,四周低的现象。

水体透明度的时空变化受多种因素影响,例如风速、降水量和地理位置等,不同湖泊中的水体,所受影响的因素不同。分析岱海(凉城县气象站)月平均风速和月累计降水量的历史数据,可以发现降水量的普遍规律为4~6月缓慢上升,然后快速上升到7月,形成峰值,8~10月为下降趋势,总体上的趋势呈先上升,后下降;风速在4月最高,一直下降到8月,形成最低值,9月和10月风速匀速上升。岱海的透明度和降水量的趋势大致相同,与风速的变化趋势相反。

2.

悬浮物反演

通过段化杰,邓正栋等()于年8月10日在岱海40处水样点开展遥感反射率野外实测的结果分析可知,岱海具有内陆水体的典型特征,主要有3个波峰,分别在~,~,~nm,最明显的波谷在~nm,第1、3波峰是由于颗粒物的强反射引起的,第2波峰是由于叶绿素a的特征反射,波谷主要是由于叶绿素a的典型吸收导致。由于水的强烈吸收,~nm处的反射率较低。

现场实测水面以上遥感反射率

利用时相为年5月16日、6月10日的两期珠海一号OHS数据,反演得到岱海悬浮物浓度空间分布图。使用的悬浮物反演模型为:

反演结果显示,5月16日岱海悬浮物浓度最高达44.88mg/L,平均悬浮物浓度为16.09mg/L,标准差为4.57mg/L;6月10日岱海透明度最高达76.22mg/L,平均透明度为23.64mg/L,标准差为12.31mg/L。岱海悬浮物浓度呈现从中心到边缘逐渐增高的趋势,并且西南角和东北角相对浓度偏高。

参考文献:

1.刁瑞翔,青松,越亚嫘等.北方半干旱区典型湖泊——岱海透明度遥感反演(-年).湖泊科学,,33(4).DOI:10./.

2.段化杰,邓正栋,邓非凡,等.基于QAA模型的岱海悬浮物浓度遥感反演[J].环境工程,,36(11):6.

作者/洪韬

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