【摘要】：對地觀測技術的快速發(fā)展為水環(huán)境定量遙感監(jiān)測提供了多源遙感數(shù)據(jù)的有利支撐,然而多源數(shù)據(jù)空間尺度差異引起的遙感數(shù)據(jù)和定量產(chǎn)品的不一致性嚴重制約了水環(huán)境科學研究和業(yè)務化應用。針對多源遙感數(shù)據(jù)的空間尺度轉換和尺度誤差問題,本文提出一種模擬遙感成像過程點擴散函數(shù)(PSF)的多源遙感數(shù)據(jù)空間尺度轉換方法。以高空間分辨率GF-1衛(wèi)星16m遙感數(shù)據(jù)為基礎,模擬了常用的內陸水環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星Landsat TM/ETM+/OLI(30m)、Terra/Aqua MODIS(250m、500m、1000m)數(shù)據(jù),系統(tǒng)研究了高動態(tài)渾濁水體(以鄱陽湖懸浮顆粒物監(jiān)測為例)多源定量遙感監(jiān)測的空間尺度誤差,并對比分析了常用的多源數(shù)據(jù)尺度轉換方法(基于遙感反射率數(shù)據(jù)平均法和基于懸浮顆粒物產(chǎn)品平均法)的有效性。結果表明,基于點擴散函數(shù)的空間尺度轉換方法與傳統(tǒng)方法具有較高的相關性,基于遙感反射率數(shù)據(jù)平均法的水環(huán)境定量遙感產(chǎn)品的誤差水平低于基于懸浮顆粒物產(chǎn)品平均法;相對于南海等相對平穩(wěn)水體的低空間尺度誤差水平(0.5%),在高動態(tài)渾濁的內陸或近岸水環(huán)境遙感監(jiān)測中,由空間尺度變化引起的產(chǎn)品誤差可達±5%左右。因此,在高精度水環(huán)境定量遙感發(fā)展應用的需求和多源多尺度遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的背景下,本文研究對于提高多源遙感監(jiān)測產(chǎn)品的一致性和應用能力具有重要理論和現(xiàn)實意義。
【圖文】：

果比較一致，其誤差絕對值的平均值均小于０．２％，并且誤差水平隨空間尺度下降而變化的趨勢不明顯，只有在空間分辨率降低到９９２ｍ的時候，空間尺度誤差才由較穩(wěn)定的０．０５％升高到０．１２％。相比以鄱陽湖為典型代表的近岸／內陸高動態(tài)渾濁水體，在本文研究的空間尺度變化范圍內，由尺度差異引起的水環(huán)境定量產(chǎn)品差異在南海等平靜清潔海水區(qū)域可以忽略不計。而對于鄱陽湖等渾濁水體，由于其較活躍的水環(huán)境特性，空間尺度變化引起的產(chǎn)品誤差可能超過±５％，最大可達到±１０％左右。圖１基于點擴散函數(shù)（ＰＳＦ）的尺度轉換原理示意圖Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＰｏｉｎｔ－Ｓｐｒｅａｄ－Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＰＳＦ）ｂａｓｅｄｓｐａｔｉａｌｓｃａｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ４８２

第４期李建，等：水環(huán)境參數(shù)定量遙感反演空間尺度誤差分析圖５基于遙感反射率數(shù)據(jù)（ＰＳＦ－ＲＲＳ）和基于懸浮顆粒物產(chǎn)品（ＰＳＦ－ＴＳＳ）像元平均法誤差趨勢圖Ｆｉｇ．５ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｐａｔｉａｌｓｃａｌｅｓｏｎｅｒｒｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰｉｘｅｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅａｖｅｒａｇｅｄ（ＰＳＦ－ＲＲＳ）ａｎｄＰｉｘｅｌＴＳＳａｖｅｒａｇｅｄ（ＰＳＦ－ＴＳＳ）ｂａｓｅｄｓｐａｔｉａｌｓｃａｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ５結論利用基于點擴散函數(shù)ＰＳＦ的空間尺度轉換方法可以更真實地描述高空間分辨率到低空間分辨率遙感數(shù)據(jù)的成像過程的優(yōu)點，采用理論ＰＳＦ模型為基準，對比分析了水環(huán)境定量遙感多空間尺度轉換方法的精度。在近岸／內陸水環(huán)境監(jiān)測中，基于遙感反射率數(shù)據(jù)（ＰＳＦ－ＲＲＳ）的空間像元平均法得到水環(huán)境遙感產(chǎn)品的誤差水平整體要小于基于懸浮顆粒物產(chǎn)品（ＰＳＦ－ＴＳＳ）的像元平均法。在相對穩(wěn)定的南海區(qū)域，由尺度差異引起的水環(huán)境定量產(chǎn)品差異較小，而在高動態(tài)活躍的水環(huán)境監(jiān)測中，由空間尺度變化引起的產(chǎn)品誤差可能超過±５％。因此，在高精度水環(huán)境定量遙感發(fā)展應用的需求，，以及多源多空間尺度遙感數(shù)據(jù)綜合應用的背景下，本文關于空間尺度及尺度誤差問題的研究具有重要理論和現(xiàn)實意義。參考文獻：［１］楊桂山，翁立達，李利鋒．長江保護與發(fā)展報告２００７［Ｍ］．武漢：長江出版社，２００７．ＹＡＮＧＧｕｉｓｈａｎ，ＷＥＮＧＬｉｄａ，ＬＩＬｉｆｅｎｇ．ＹａｎｇｔｚｅＣｏｎｓｅｒｖａ－ｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔ：２
【作者單位】： 武漢大學遙感信息工程學院 武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室
【基金】：國家自然科學基金(41571344;41331174;41071261) 測繪地理信息公益性行業(yè)科研專項項目(201512026) 湖北省自然科學基金面上項目(2016CFB244) 測繪遙感信息工程重點實驗室開放基金(1501) 中央高校基本科研業(yè)務費專項資金(2042016kf0053) 中國博士后科學基金 高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(41-Y20A31-9003-15/17) 地理國情監(jiān)測國家測繪地理信息局重點實驗室基金~~
【分類號】：X87

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本文編號：2529793