太湖藍藻水華是廣為關(guān)注的環(huán)境問題,迫切需要實現(xiàn)藍藻水華的動態(tài)監(jiān)測。利用靜止軌道海洋水色遙感器（GOCI）遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建了太湖葉綠素a反演的三波段模型,使用歸一化植被覆蓋指數(shù)（NDVI）進行藍藻水華監(jiān)測,并進行了富營養(yǎng)化評價。結(jié)果表明:（1）三波段模型優(yōu)于波段比值模型,可以用于GOCI遙感數(shù)據(jù)反演太湖葉綠素a濃度。（2）2019年6月3日太湖葉綠素a大致呈湖心和西部濃度低,北部和西南沿岸濃度高的空間分布;從10:15至15:15,葉綠素a濃度先升高后降低。（3）竺山湖和椒山周邊水域水華聚集情況較為嚴重,是當天重度水華的主要發(fā)生區(qū)域;水華的時間變化規(guī)律同葉綠素a濃度變化規(guī)律一致。（4）對2019年4月和6月的GOCI遙感數(shù)據(jù)進行富營養(yǎng)化評價發(fā)現(xiàn),太湖富營養(yǎng)化水平總體呈西部高東部低、北部高南部低、邊緣高中間低的趨勢;6月較4月富營養(yǎng)化水平明顯加劇。 

【文章來源】：環(huán)境污染與防治. 2020,42(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

太湖富營養(yǎng)化水平

圖1為2019年6月3日10:15至15:15基于GOCI遙感數(shù)據(jù)的太湖葉綠素a濃度反演結(jié)果。由于水華發(fā)生時，藻類漂浮于水面，探測不到水體的信息，因此葉綠素a濃度的反演需先將水華區(qū)剔除。本研究將NDVI≥0.1的區(qū)域認為水華區(qū)。根據(jù)文獻[21]和實地觀測，胥湖和東南角水域被大量水草覆蓋，本研究將其劃為水草區(qū)，不參與葉綠素a濃度的反演。另外，由于6月3日8:15和9:15云量較高，也不進行葉綠素a濃度的反演。由圖1可以看出，當日葉綠素a大致呈湖心和西部濃度較低，北部和西南沿岸濃度較高的空間分布。分析葉綠素a濃度隨時間推移的動態(tài)過程發(fā)現(xiàn)，10:15太湖水體的葉綠素a質(zhì)量濃度平均值為0.018 3 mg/L,15:15降到了0.016 1 mg/L，其中10:15至13:15葉綠素a濃度是增長的，之后持續(xù)降低，符合光合作用的日變化規(guī)律。由此可見，用GOCI遙感數(shù)據(jù)進行太湖葉綠素a濃度反演可以更加實時地掌握太湖的葉綠素a濃度變化。

同樣地，水草區(qū)不進行水華監(jiān)測。8:15和9:15的遙感數(shù)據(jù)也不考慮。使用等間隔閾值法[22]進行水華分級，NDVI≥0.5為重度水華，0.3≤NDVI<0.5為中度水華，0.1≤NDVI<0.3為輕度水華，NDVI<0.1為正常水體，水華監(jiān)測結(jié)果如圖2和表2所示。竺山湖和椒山周邊水域水華聚集情況較為嚴重，是當天重度水華的主要發(fā)生區(qū)域；西南沿岸也有水華發(fā)生，但隨著時間推移逐步減弱；湖心區(qū)域則經(jīng)歷了一個從無到有、再到無的過程。分析水華面積發(fā)現(xiàn)，10:15至13:15是水華面積持續(xù)擴大的過程，13:15水華總面積達到了516.07km2，重度水華達到118.02km2，是當日藍藻水華爆發(fā)最為嚴重的時段，這與葉綠素a濃度的時間變化規(guī)律一致，原因可解釋為水華面積與藻類光合作用強度有密切關(guān)系，當天15:15的水華總面積降至最低（287.35km2）。圖3 太湖富營養(yǎng)化水平

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于歐洲航天局“哨兵-2A”衛(wèi)星的太湖藍藻遙感監(jiān)測[J]. 李旭文,侍昊,張悅,牛志春,王甜甜,丁銘,蔡琨.  中國環(huán)境監(jiān)測. 2018(04)
[2]基于GOCI影像分類的太湖水體葉綠素a濃度日變化分析[J]. 包穎,田慶久,陳旻,呂春光.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(08)
[3]基于FAI方法的洱海藍藻水華遙感監(jiān)測[J]. 張嬌,陳莉瓊,陳曉玲.  湖泊科學(xué). 2016(04)
[4]一種基于GOCI數(shù)據(jù)的葉綠素a濃度三波段估算模型[J]. 郭宇龍,李云梅,李淵,呂恒,劉閣,王旭東,張思敏.  環(huán)境科學(xué). 2015(09)
[5]常見衛(wèi)星傳感器在藍藻水華監(jiān)測中的應(yīng)用進展[J]. 溫新龍,景元書,張娣.  環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[6]基于衛(wèi)星影像的太湖藍藻水華遙感強度指數(shù)和等級劃分算法設(shè)計[J]. 李旭文,牛志春,姜晟,金焰.  環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù). 2011(05)
[7]巢湖藍藻水華遙感監(jiān)測初探[J]. 周先傳,徐升.  中國環(huán)境監(jiān)測. 2010(03)
[8]太湖藍藻水華的遙感監(jiān)測研究[J]. 劉建萍,張玉超,錢新,錢瑜.  環(huán)境污染與防治. 2009(08)
[9]利用MERIS產(chǎn)品數(shù)據(jù)反演太湖葉綠素a濃度研究[J]. 宋瑜,宋曉東,郭照冰,周慧平,江洪.  遙感信息. 2009(04)
[10]衛(wèi)星遙感太湖藍藻水華分布及其氣象影響要素分析[J]. 武勝利,劉誠,孫軍,李三妹,李亞軍,孔期.  氣象. 2009(01)



本文編號：3024110