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[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] 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]
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]
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]
刘建强 叶小敏 陈鋆
海洋一号C星（HY-1C）和海洋一号D星（HY-1D）搭载的海岸带成像仪（coastal zone imager，CZI）广泛应用于海洋、海岛和海岸带监测，同时也是内陆水体动态监测的重要数据源。该文选择水体范围变化剧烈、旱洪灾害频发的鄱阳湖为研究区，以瑞利校正后的CZI反射率数据为基础，利用归一化水体指数（normalized difference water index，NDWI）与归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）联合的水体范围提取方法，相对精度达到96%，并获取了2019年3月至2020年8月鄱阳湖湖泊淹没面积。在此基础上，结合同步的水文站水位测量数据，建立了适用于鄱阳湖的水面积-水位定量关系模型（R=0.97）。分析结果显示，鄱阳湖9月中旬至1月，水体面积最小，水位最低；2月至6月，水体面积逐渐增大，水位逐渐抬升；7月和8月，水体面积和水位达到年内峰值。洪涝风险区主要集中在鄱阳湖的东南部和西部。该研究对星地联合的洪涝风险分析有一定的借鉴意义。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
邬国锋 崔丽娟 纪伟涛
长期以来,在鄱阳湖和长江的交汇处,江水混浊而湖水清澈,然而,近年来江水清澈而湖水混浊。这种鄱阳湖-长江清浊倒置现象引起了广泛的关注,但鲜有研究人员系统分析这种现象的成因。借助中分辨率成像光谱仪(MODIS)和Landsat影像分析这种清浊倒置现象的起始时间和成因。基于MODIS影像反演的鄱阳湖和长江水体透明度显示在2004年以前鄱阳湖北部的水体透明度明显高于长江,而在2005和2006年长江水体透明度高于鄱阳湖北部,出现清浊倒置现象;同期鄱阳湖北部和长江水体透明度对比分析发现这种水体清浊倒置现象受长江水体透明度增加和鄱阳湖水体透明度下降的双重影响,但鄱阳湖北部水体透明度的变化在其中扮演主要角色...
关键词：
鄱阳湖 长江 水体清浊倒置 遥感技术
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
邓勇 章融
研究了鲜榨果汁后浑浊因素的临界值，最终确定的质量浓度临界值为：蛋白质558mg·L(-1)，铁60mg·L(-1)，淀粉2.5mg·L(-1)，单宁酸180mg·L(-1)。实验中采用模拟货架寿命的方法，得到了在40℃下保存6周可以达到室温下保存1a的效果。
[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] 长江流域资源与环境
[作者]
刘昔 张朦 谢婷婷 曹亮 黄小龙 张磊 王学雷 周正
以湖北省第一大湖泊洪湖为研究对象，利用Sentinel-2遥感影像和现场监测数据，基于随机森林机器学习模型构建洪湖湿地叶绿素a和浊度遥感反演模型并揭示其时空变化规律。研究结果表明，叶绿素a与浊度反演模型均能较好地拟合数据，R~(2)的值分别为0.888和0.878；2020～2022年，洪湖叶绿素浓度均值分别为58.127 μg/L、61.847 μg/L和82.017 μg/L，浊度均值分别为50.180 NTU、47.379 NTU和85.377 NTU；洪湖湖区浊度和叶绿素a浓度在空间分布上呈现出显著的负相关性（R~(2)=0.9641）；三年间叶绿素a和浊度显著升高表明洪湖水质处于持续恶化趋势，长期围网围垸养殖过程的迟滞效应、极端气候事件的冲击影响、流域外源污染负荷的居高不下加之内源污染释放的显著增强可能是导致洪湖水质根源性变化的重要驱动因素。本研究揭示洪湖湿地叶绿素a和浊度时空变化规律并分析主要驱动因素，对洪湖水华风险预警和重点区域有效管理具有重要意义。
关键词：
多源数据 机器学习 洪湖湿地 时空变化
[期刊] 水产学报
[作者]
毛志华 朱乾坤 龚芳
海洋叶绿素a(Chla.)含量是了解世界海洋中地球生物化学循环的基础和估算海洋生产力的基本指标,是判断水域的肥瘠程度和评价水域渔业潜在生产力的基本依据。富集浮游植物的海域是海洋食植动物的大密度存在和水产资源丰富存在的基础,许多鱼类如金枪鱼等中上层鱼群集在锋面两侧或涡旋,这些特征与营养盐供给或混合层深度变化相关。北太平洋渔场已成为我国远洋渔业的重要组成部分,卫星遥感技术可以实现大面积同步的观测和一年四季连续的观测,是测定北太平洋渔场海洋叶绿素a的最有效方法。1 材料和方法1.1 数据来源卫星资料采用美国海洋水色卫星的宽视场海洋水色扫描仪(SeaWiFS)资料,全球海上测量资料利用国际海洋水...
[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] 华中农业大学学报
[作者]
于悦 庞美霞 俞小牧 童金苟 沈建忠
利用１０个高度多态的微卫星标记对采自长江、赣江、鄱阳湖湖口和都昌水域的４个鲢野生群体遗传结构进行分析。检测到１４８个等位基因，每个微卫星位点的等位基因数５～２４，有效等位基因数６．４～７．１，平均观测杂合度Ｈｏ为０．８０２～０．８２１，平均期望杂合度Ｈｅ为０．８１７～０．８３９，表明这４个鲢群体遗传多样性较高。鲢群体间的遗传相似系数为０．９２２ ２～０．９４４ １，遗传距离为０．０５７ ６～０．０８１ ０，固定系数Ｆｓｔ值为－０．０１２ ３５～０．００５ ２８，表明这４个鲢群体间遗传一致性高，遗传距离小，群体遗传分化不显著。ＡＭｏＶＡ结果显示遗传变异主要来自群体内，基因流分析认为长江、赣江、鄱．．．
关键词：
鲢 遗传结构 微卫星 长江 赣江 鄱阳湖
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李丹 吴保生 陈博伟 薛源 张翼
水体时空分布特征对于水资源监测与应用具有重要意义,而包括水体分布在内的地物覆盖类型分类和变化分析是遥感技术最常见的应用。对大区域的水体参数提取,尤其是高山无人区的水体的定量分析,利用卫星遥感数据进行水体位置、面积、形状和河宽等水体参数提取,不仅节省人力、保障安全,还提高了工作效率,已经成为一种快速获取水体参数的有效方法和手段。该文从4个方面对卫星遥感在水体信息提取上的应用现状进行综述:水体在电磁波波谱各波谱段的反射特性; 1980年以来国内外基于雷达和光学遥感数据提取水体信息的研究状况和具体应用方向;各种水体信息提取方法的工作原理和优缺点;应用卫星遥感技术提取水体信息面临的挑战和尚待解决的关键问题,利用遥感技术提取水体遥感信息的发展趋势展望。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李相虎 张奇 李云良
基于热带测雨卫星(TRMM)3B42降水数据,通过Z指数方法对鄱阳湖流域1998年1月~2010年12月旱涝的时空分布进行分析,并利用流域内15个雨量站观测降雨数据同样采用Z指数方法分析流域旱涝变化,与TRMM结果进行对比,检验其精度和可靠性。结果显示:TRMM降水与地面雨量站观测降雨具有较高的一致性,能正确反映流域的降水情况;其计算的Z指数在1998~2010年以0为中心呈锯齿状增大减小交替变化,所反映的洪涝事件主要发生在4~6月,占全年的60%左右,而干旱主要发生在9月~翌年1月份,其与鄱阳湖流域降水的年内分布特征是一致的;同时,基于TRMM降水反映的流域旱涝等级与降雨量的空间分布基本一致...
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