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[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
刘宇 李旭龙
结合2015年9月镜泊湖30个有效采样点的实测叶绿素a质量浓度和同步Landsat 8 OLI数据,通过分析叶绿素a的光谱特征,在Landsat8OLI数据11个波段中,选择前7个波段(B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7)单独或组合建立叶绿素a质量浓度反演模型。利用多元统计分析法分析发现,波段组合B5/B3、(B3+B4)/B5、B3/(B1+B5)模型精度较好,决定系数R2分别为0.754 1、0.774 3、0.739 6。作为对比,另外选取典型的水体指数建立叶绿素a质量浓度反演模型;其中归一化水体指数(NDWI)、改迚归一化水体指数(MNDWI)、增强型水体指数(EWI)模型较好,R2均大于0.7,分别为0.747 6、0.726 7、0.763 5。选取上述6种模型,利用剩余采样点迚行精度检验,结果预测值与实测值之间的R2为0.0711～0.8094,其中,NDWI模型反演R2值为0.7614,平均相对误差为13.0%,最大相对误差为22.4%,最小相对误差为1.4%;均方根误差为0.20μg/L。与波段组合模型相比,水体指数模型虽然精度没有较大的提高,但其模型摆脱了波段的随机组合,更适合用来作为镜泊湖叶绿素a常用的监测方法。通过NDWI模型对镜泊湖叶绿素a质量浓度的反演,发现镜泊湖叶绿素a质量浓度分布具有一定的空间差异性,大体趋势为靠近岸边的浅水区叶绿素a质量浓度高于湖心的深水区,有河流注入的来水区高于其他湖区。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
徐鹏飞 程乾 金平斌
叶绿素a浓度值是水体水质评价的重要指标,研究基于高分一号(GF-1)卫星遥感影像,利用神经网络模型,选用6节点的隐含层设置,构建了千岛湖清洁水体叶绿素a浓度反演模型,对其叶绿素a浓度值时空特征进行分析,并与其他常规反演方法精确度进行比较。研究结果表明,利用神经网络模型对千岛湖清洁水体叶绿素a浓度值进行反演是可行的,且与其他常规方法相比,该模型对于叶绿素a含量低的内陆清洁水体反演有着更高的相关性(R~2=0.921 8);在空间分布上,千岛湖区域水体叶绿素a浓度整体较低,高叶绿素a浓度区域主要集中易受人类活动干扰的西南及东北区域;年际变化分析表明,千岛湖区域水体叶绿素a浓度稳定,且波动较小,平均叶绿素a浓度值皆维持在1.70～1.75μg/L之间,清洁水体特征显著。
关键词：
神经网络模型 千岛湖 清洁水体 叶绿素a
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
邓实权 田礼乔 李建 陈晓玲 孙兆华 张琍 韦安娜
为了分析即将发射的高分5号卫星(GF-5)的高光谱数据在内陆水体水色遥感中的应用潜力,以鄱阳湖为研究区域,利用2009年、2011年和2016年共134组现场实测光谱及其对应的叶绿素a、总悬浮物浓度数据,考虑高浑浊水体引起的叶绿素a浓度变化的光谱响应差异,在进行水体光学分区基础上通过光谱模拟与差分处理开展了叶绿素a浓度跨阶分高光谱反演研究.结果表明:1)进行光学分区有利于提高反演精度,非高浑浊水体(NDCI≥0.06)区域,反演模型判定系数R2达到0.82,均方根误差RMSE为1.12,平均相对误差MRE为0.32,而不进行光学分区的全湖区反演建模R2仅为0.37;2)相较于鄱阳湖前期研究得到的最优多波段反演模型(R2=0.76),利用495、591、675、679、684、688、692和696nm等波长的原始光谱以及差分光谱(一阶差分、二阶差分)建立的跨阶分多波段组合模型可以更有效地反演非高浑浊水体叶绿素a浓度(R2=0.82),但对于高浑浊水体(NDCI<0.06),叶绿素a浓度的高光谱反演能力还需要进一步挖掘.
关键词：
GF-5 鄱阳湖 叶绿素a 高光谱反演
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
李亭亭 田礼乔 李建 张琍 孙兆华
Sentinel-2A卫星、Sentinel-3A卫星分别于2015年6月和2016年2月成功发射,其上搭载的MSI、OLCI传感器的空间分辨率、时间分辨率、波段设置等在内陆水体水环境遥感研究中具有较大的应用潜力.针对浑浊水体叶绿素的反演难题,以鄱阳湖为例,基于光学分区理论并结合同步实测数据,探讨了Sentinel系列卫星数据在湖泊叶绿素a遥感反演的可行性.研究表明:1)对于Sentinel-2A MSI数据,鄱阳湖北湖区以[1/Rrs(665)-1/Rrs(705)]*Rrs(740)作为反演因子构建的
[期刊] 上海水产大学学报
[作者]
王丽卿 张军毅 王旭晨 彭自然 王岩
根据2004年1月-2006年12月逐月对淀山湖水体叶绿素a含量及水质理化因子的测定结果,分析了叶绿素a的时空分布,评价了淀山湖水体营养状态,找出与叶绿素a显著相关的环境因子,并建立了多元逐步回归方程。3年期间,淀山湖叶绿素a含量均值为29.98 mg/m3,变幅3.48~141.63 mg/m3;每年分别在4-5月和7-9月出现峰值;水平分布上,Ⅱ站点金家庄附近叶绿素a含量最高,Ⅴ站点进水口和I站点出水口含量较低。基于叶绿素a、透明度和总磷等参数,依据修正的卡尔森营养状态指数公式,计算得出淀山湖TSI平均值为71.6(>53),全湖处于富营养化状态。应用SPSSW in和DPS等统计分析软件...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
韦安娜 田礼乔 陈晓玲 余永明
光学特性复杂的浑浊水体叶绿素a浓度反演一直是水环境遥感研究的难点,高光谱以其波宽窄、谱段多、获取地物信息近似连续等优势,有望成为解决该难题的有效手段.该文以鄱阳湖为研究水域,利用2009年10月、2011年7月及2016年10月获取的实测高光谱及叶绿素a浓度数据,基于穷举法建立了针对高分五号(Gaofen-5, GF-5)卫星可见短波红外高光谱相机(Advanced HyperSpectral Imager, AHSI)的叶绿素a浓度三波段反演模型(决定系数R~2=0.82;均方根误差RMSE=1.468μg·L~(-1)).通过与2018年10月7日Sentinel-2A卫星多光谱成像仪(MultiSpectral Instrument, MSI)的叶绿素a浓度反演结果对比分析,两者的空间分布具有较高的一致性,超过80%的研究水域相对偏差小于8%,在一定程度上证明了GF-5卫星高光谱数据在浑浊水体叶绿素a浓度反演中的潜力.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
葛大兵 吴小玲 周延凯 朱伟林
测定岳阳南湖水环境中叶绿素a并同时分析其水质.结果表明:南湖水域叶绿素a呈现明显的时空变化特征:夏季,春季,秋季,冬季依次降低,麦子港水域叶绿素a含量大于湖心水域.叶绿素a含量与环境因子有关,即与水温、水质营养因子、五日生化需氧量、高锰酸盐指数有关.南湖N,P满足藻类生长需要,春季总P对数值与夏季叶绿素a对数值呈线性关系.南湖叶绿素a含量变化在1.75~3.62mg/m3,说明南湖水体处于中—富营养状态.
关键词：
岳阳南湖 叶绿素a 水质
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
江敏 卢柳 邢斌 胡文婷 任治安 刘金金 李娟英
根据2009年1月-2009年12月间对滴水湖叶绿素a含量及pH、水温、溶解氧、透明度、总磷、总氮、高锰酸盐指数等水质因子的调查结果,分析了叶绿素a的时空分布及各站点叶绿素a含量与各水质因子的相关关系,并建立逐步回归多元线性方程。结果显示:2009年滴水湖叶绿素a含量均值为(52.97±28.32)mg/m3,变化范围为(0.5~139.5)mg/m3,4-6月出现峰值。站点Ⅲ与站点Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的叶绿素a含量差异极显著,站点Ⅰ与站点Ⅵ的差异极显著,其他各站点之间差异不显著。各站点叶绿素a含量与水质因子关系比较复杂,在不同的监测站位,对叶绿素a含量有显著影响的水质因子各不相同,逐步回归方程的入选因...
[期刊] 海洋渔业
[作者]
王芮 伍玉梅 杨胜龙 崔雪森 王琳 张胜茂
叶绿素a浓度是一种表征水体富营养化程度的重要参数,其已经成为水体水质评价的重要指标,它的研究对赤潮、绿潮等的监测预报具有重要意义。基于GOCI卫星获取的水色遥感资料,先对L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2、OC3G和YOC 3种叶绿素反演算法反演了东海叶绿素a浓度,并用实测资料对3种反演算法结果进行验证分析,通过反演值与实测值之间的平均绝对误差、平均相对误差和相关系数对3种算法反演精度进行了比较,其中YOC算法的平均绝对误差为0.39 mg·m-3,平均相对误差为42.47%,相关系数为0.88,是3种算法中平均绝对误差和平均相对误差最小、相关系数最高的,因此确定YOC算法反演东海叶绿素a浓度是最优的。进而,利用YOC算法从GOCI卫星获取的高时间分辨率水色遥感信息反演了2011-2017年的东海叶绿素a浓度,并分析叶绿素a浓度的昼变化特征,基本上表现为:一日内从08∶30到15∶30,叶绿素a浓度先升高再降低,在10∶30左右达到峰值,此结果与藻类气泡调节浮力机制理论基本吻合。
[期刊] 生态经济
[作者]
张运 冯学智 马荣华 雍斌
叶绿素是反映水体富营养化程度的一个重要参数,遥感提取内陆水体叶绿素浓度是实现内陆水体富营养化动态监测的一个重要途径。内陆水体大部分属于二类水体,受人类活动干扰较大,富营养化严重,其复杂的水体光学特性增加了叶绿素遥感信息提取的难度。目前内陆水体叶绿素遥感信息提取取得了一定的进展,但提取的精度有待进一步提高,模型的普适性与稳定性需进一步研究。文章总结了近年来内陆水体叶绿素遥感提取所用的遥感数据源及其提取方法;分析了各遥感数据及提取方法的优缺点;讨论了目前内陆水体叶绿素遥感信息提取存在的问题并对研究进行了展望。
关键词：
内陆水体 叶绿素 遥感 信息提取
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张永杰 王卷乐 冉盈盈 杨飞 曹晓明 郭海会
基于遥感的大面积水体监测技术为水环境监测提供了一种有效手段。以鄱阳湖为研究区,以反映水体营养状态的重要指标叶绿素a为研究对象,在测定研究区水体光谱及叶绿素a浓度和收集了相应时间的MODIS数据的基础上,采用浮游藻类指数法(Floating Algae Index,FAI)提取鄱阳湖水体范围,对鄱阳湖水体实测光谱数据进行剔除异常、归一化及光谱微分处理,构建波段差值、比值、归一化差值等光谱指数,利用最小二乘原理迭代分析水体叶绿素光谱响应特征,得出敏感波段范围:673～680nm与650～665nm、680～710nm与650～670nm、662～671nm与700～720nm光谱区间组合。选择最佳...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
曹英丽 江凯伦 刘亚帝 于正鑫 肖文 于丰华
针对东北粳稻叶绿素含量无人机高光谱反演中红边位置特征不明确的问题,基于2019～2020年沈阳农业大学水稻试验基地采集的高光谱数据和地面水稻样本叶绿素数据,开展水稻叶绿素含量红边光谱响应特性分析及反演建模研究。首先,利用线性外推(LE)、线性四点插值(LI)、最大一阶导数(MFD)、多项式拟合(PF)、拉格朗日插值(LAG)和倒高斯拟合(IG)6种方法确定水稻冠层高光谱红边位置,对比不同方法提取结果的分布规律,分析叶绿素含量的红边位置响应特性。然后,基于不同红边位置提取结果,利用极限学习机(ELM)、反向传播神经网络(BPNN)两种机器学习算法以及5种统计回归算法构建水稻叶绿素含量反演模型。结果表明:LE方法适合东北粳稻冠层光谱的红边位置的计算,提取的红边位置变幅大,对叶绿素含量变化较为敏感;以LE提取的红边位置为输入特征,构建的线性外推-极限学习机(LE-ELM)和线性外推-对数曲线(LE-LNX)模型,叶绿素含量反演精度较高,两个模型决定系数、均方根误差、平均绝对误差分别为0.781,8.375,9.828和0.763,9.249,11.253,研究结果可为水稻冠层叶绿素含量高效监测提供理论支撑。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
赖子尼 余煜棉 庞世勋 杨婉玲 魏泰莉 夏莲
对广东省新会与南海16口鳜鱼(Sinipercachuatsi)养殖池塘水体叶绿素a、水温、pH值、溶解氧、总铵氮、磷酸盐、亚硝酸盐等17项水生态因子的水平变化进行测定,取62次测定数据,讨论P10～P90百分位数区间各因子对叶绿素a的影响,求出各因子间的相关系数。建立叶绿素a(y-因变量)与其他16项水生态因子(xi-自变量)间的3种数学模型:Y=f(x1,x2,……x16),Y=f(x1,x12,x2,x22,……x16,x162),Y=f(x1,x12,x13,x2,x22,x23……x16,x162,x163)。模型的预测准确率分别为68.9%、82.7%和90.1%。结果表明,叶绿素...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
王晓青 缪吉伦
以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域,研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程,在175m高水位、小流量、低污染负荷和145m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)浓度和叶绿素a(Chl-a)含量。研究表明:澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势,在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl-a含量较高,在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段,出现Chl-a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Ch...
[期刊] 淡水渔业
[作者]
徐伟 耿龙武 贾钟贺 李池陶 尹家胜 张春波
从镜泊湖采捕野生蒙古鲌(Culter mongolicus mongolicus)32尾进行了人工繁殖试验。结果显示,注射人工合成激素可促使成熟亲鱼自然发情产卵,水温22~25℃时,催产药物的效应时间为10 h,有5尾雌鱼产卵,共获得受精卵1.5×105粒,孵出鱼苗1.25×105尾,其受精率、孵化率和畸形率为83.6%、90.3%和6.7%。镜泊湖蒙古鲌是产黏性卵的鱼类,吸水膨胀后卵径为(1.42±0.04)mm(n=30),水温23~24℃时,从卵授精到开始破膜出苗约38 h。镜泊湖蒙古鲌的鱼苗可采用土池发塘培育,饲养30 d体长达(3.24±0.29)cm,体重达(0.35±0.09)g...
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