流域水环境遥感研究进展与思考

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流域水环境遥感研究进展与思考

2024-04-22 03:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

利用遥感方法监测“黑水团”,最早开始于1993年,研究者利用Landsat TM影像成功识别出新加坡一个河口的黑水区域。由于“黑水团”形成时,与周边水体感官上有明显差别,因此从影像上较为容易识别。随后,不同学者针对不同区域的“黑水团”,发现该类水体中有色可溶性有机物CDOM含量普遍偏高(Berthon et al, 2010)。但中国学者何贤强等(2009)在长江口东南海域黑水区域研究发现,黑水水域CDOM含量相对于其他水体并不显著增高,“黑水现象”主要是由于颗粒后向散射系数值极小造成的。但这些研究主要通过卫星影像或者野外采样来分析水体光学特性,忽视了遥感反演模型的运用;另外,从蓝藻水华发生,大量藻颗粒富集,到“黑水团”形成后水体呈现“黑色”和藻类基本分解,这一生消过程水体光学特性的变化,都几乎没有涉及。作者团队2012年开始从事“黑水团”遥感研究,通过野外实际观测、室内模拟控制实验和计算机数值模拟等多种试验方法和技术手段(李佐琛等, 2015; Duan et al, 2016)研究,发现:① “湖泛”发生时CDOM吸收显著升高,而无机颗粒物浓度和后向散射系数普遍下降,二者共同贡献造成了水体“低散射、高吸收”,导致“湖泛”水体反射率显著低于周边正常水体而呈现黑色。② “湖泛”形成过程中,无机颗粒物吸收(ad(440))总体减小,CDOM吸收不断增大,证实了上述野外观测结果;特别发现,在厌氧环境下,Fe2+显著加强了CDOM的吸收能力,解答了地球化学背景科学家关于Fe2+增加为什么会引起水体发黑的困惑。③ 利用辐射传输软件Hydrolight和国际照明组织(CIE)颜色匹配函数,结合野外和室内试验结果,模拟推演了“湖泛”发生过程水体颜色演变规律,探讨了水色变化过程的主导因素。通过研究“湖泛”发生过程水体光学特性和水色变化规律,构建了基于水色和CDOM的“湖泛”遥感监测模型,有助于及时定量掌握黑水团信息,具有重要科学意义和应用价值。



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