利用Landsat 8 OLI進(jìn)行漢江下游水體濁度反演
發(fā)布時(shí)間：2019-11-12 04:27
【摘要】：綜合比較Landsat 8 OLI遙感影像與地面同步水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果,發(fā)現(xiàn)Landsat 8的近紅外波段與其他波段的組合和水體濁度具有較高的相關(guān)性,以此為基礎(chǔ)運(yùn)用OLI的第1、3、5波段組合建立了漢江中下游濁度的遙感反演數(shù)學(xué)模型。根據(jù)該模型生成了2013年4~11月共3幅漢江中下游濁度分布圖,并進(jìn)行了空間分析。精度驗(yàn)證表明,模型相對誤差在15%左右,R~2=0.71,表明運(yùn)用Landsat 8 OLI可有效地監(jiān)測該區(qū)域水體濁度分布情況。
【圖文】：
３幅Ｌａｎｄｓａｔ８ＯＬＩ遙感影像，，時(shí)相分別為２０１３－０４－２６、２０１３－０６－１３和２０１３－１１－２０，影像獲取時(shí)天空非常晴朗，風(fēng)力小于２級。研究區(qū)域位于漢江下游潛江－仙桃段，江面寬８００～１５００ｍ，長度約５０ｋｍ，可以滿足影像分辨率條件。本文在衛(wèi)星過境當(dāng)天使用ＨＡＣＨ２１００Ｐ便攜式濁度儀，根據(jù)儀器操作手冊，在江面每隔２～３ｋｍ設(shè)立一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行采樣監(jiān)測，每時(shí)相設(shè)立２０個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，總共６０個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)。研究區(qū)域和采樣信息見圖１和表１。表１中，ＮＴＵ為散射濁度單位（ｎｅｐｈｅｌｏｍｅｔｒｉｃｔｕｒｂｉｄｉｔｙｕｎｉｔｓ），ＵＴＣ為世界協(xié)調(diào)時(shí)間（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｉｍｅ）。各采樣點(diǎn)水體透明度均較低，所以不必考慮水底反射的影響。圖１研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布圖（圖中圓點(diǎn)）Ｆｉｇ．１ＴｈｅＳｔｕｄｙＡｒｅａａｎｄＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＳａｍｐｌｉｎｇＰｏｉｎｔｓ表１研究所用影像和實(shí)測濁度數(shù)據(jù)描述表Ｔａｂ．１ＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓａｎｄＩｎ－ｓｉｔｕＴｕｒｂｉｄｉｔｙＵｓｅｄｉｎｔｈｉｓＰａｐｅｒ濁度采樣與衛(wèi)星過境日期影像號衛(wèi)星過境時(shí)間濁度采樣時(shí)間濁度值范圍／ＮＴＵ濁度平均值／ＮＴＵ２０１３－０４－２６ＬＣ８１２３０３９２０１３１１６ＬＧＮ０１０２：５８ＵＴＣ０２：４６ＵＴＣ～０５：３９ＵＴＣ２０．８～４９．７３２．３２０１３－０６－１３ＬＣ８１２３０３９２０１３１６４ＬＧＮ０００２：５８ＵＴＣ０１：５２ＵＴＣ～０５：０６ＵＴＣ３９．３～５４．４４
２基于ＯＬＩ第１、３、５波段反射率的濁度反演模型Ｆｉｇ．２ＳｃａｔｔｅｒＰｌｏｔａｎｄＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＴｕｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｔｈｅＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＦａｃｔｏｒｏｆＸＣｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｔＯＬＩＢａｎｄ１，３ａｎｄ５３監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析用上文得到的濁度反演模型計(jì)算表１所列的３個(gè)時(shí)像的漢江下游濁度空間，運(yùn)用ＥＮＶＩ５．１和ＡＲＣＧＩＳ１０即可得到濁度的空間分布圖（見圖３）。圖３３個(gè)時(shí)像的漢江下游濁度空間分布圖Ｆｉｇ．３ＴｕｒｂｉｄｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＲｅｔｒｉｅｖｅｄｆｒｏｍＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓ從圖３中可以看出，同一時(shí)像的濁度分布空間差異較小，這與泥沙在河流中經(jīng)過充分混合后的特征相符。通過比較不同的時(shí)像發(fā)現(xiàn)，２０１３－０６－１３的濁度整體水平最高，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)在研究區(qū)域潛江段的江面上進(jìn)行泥沙挖掘作業(yè)的船只較多，在挖沙過程中，機(jī)械對水體的攪拌導(dǎo)致局部濁度偏高，而另外兩時(shí)相的同步采樣中江面泥沙挖掘作業(yè)偏少，使得水體整體透明度相對較好。對該模型得出的６０個(gè)點(diǎn)的反演值和實(shí)測值進(jìn)行比較（見圖４），可以看出，在變化的趨勢上，兩者非常接近，只是在個(gè)別數(shù)值上出現(xiàn)較大的誤差。表３是運(yùn)用該模型得出的反演值和驗(yàn)證數(shù)據(jù)的實(shí)測值之間的比較，可以看出，兩者Ｒ２可達(dá)６４５
【圖文】：
３幅Ｌａｎｄｓａｔ８ＯＬＩ遙感影像，，時(shí)相分別為２０１３－０４－２６、２０１３－０６－１３和２０１３－１１－２０，影像獲取時(shí)天空非常晴朗，風(fēng)力小于２級。研究區(qū)域位于漢江下游潛江－仙桃段，江面寬８００～１５００ｍ，長度約５０ｋｍ，可以滿足影像分辨率條件。本文在衛(wèi)星過境當(dāng)天使用ＨＡＣＨ２１００Ｐ便攜式濁度儀，根據(jù)儀器操作手冊，在江面每隔２～３ｋｍ設(shè)立一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行采樣監(jiān)測，每時(shí)相設(shè)立２０個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，總共６０個(gè)監(jiān)測數(shù)據(jù)。研究區(qū)域和采樣信息見圖１和表１。表１中，ＮＴＵ為散射濁度單位（ｎｅｐｈｅｌｏｍｅｔｒｉｃｔｕｒｂｉｄｉｔｙｕｎｉｔｓ），ＵＴＣ為世界協(xié)調(diào)時(shí)間（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｉｍｅ）。各采樣點(diǎn)水體透明度均較低，所以不必考慮水底反射的影響。圖１研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布圖（圖中圓點(diǎn)）Ｆｉｇ．１ＴｈｅＳｔｕｄｙＡｒｅａａｎｄＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＳａｍｐｌｉｎｇＰｏｉｎｔｓ表１研究所用影像和實(shí)測濁度數(shù)據(jù)描述表Ｔａｂ．１ＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓａｎｄＩｎ－ｓｉｔｕＴｕｒｂｉｄｉｔｙＵｓｅｄｉｎｔｈｉｓＰａｐｅｒ濁度采樣與衛(wèi)星過境日期影像號衛(wèi)星過境時(shí)間濁度采樣時(shí)間濁度值范圍／ＮＴＵ濁度平均值／ＮＴＵ２０１３－０４－２６ＬＣ８１２３０３９２０１３１１６ＬＧＮ０１０２：５８ＵＴＣ０２：４６ＵＴＣ～０５：３９ＵＴＣ２０．８～４９．７３２．３２０１３－０６－１３ＬＣ８１２３０３９２０１３１６４ＬＧＮ０００２：５８ＵＴＣ０１：５２ＵＴＣ～０５：０６ＵＴＣ３９．３～５４．４４
２基于ＯＬＩ第１、３、５波段反射率的濁度反演模型Ｆｉｇ．２ＳｃａｔｔｅｒＰｌｏｔａｎｄＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＴｕｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｔｈｅＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＦａｃｔｏｒｏｆＸＣｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｔＯＬＩＢａｎｄ１，３ａｎｄ５３監(jiān)測實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析用上文得到的濁度反演模型計(jì)算表１所列的３個(gè)時(shí)像的漢江下游濁度空間，運(yùn)用ＥＮＶＩ５．１和ＡＲＣＧＩＳ１０即可得到濁度的空間分布圖（見圖３）。圖３３個(gè)時(shí)像的漢江下游濁度空間分布圖Ｆｉｇ．３ＴｕｒｂｉｄｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＲｅｔｒｉｅｖｅｄｆｒｏｍＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓ從圖３中可以看出，同一時(shí)像的濁度分布空間差異較小，這與泥沙在河流中經(jīng)過充分混合后的特征相符。通過比較不同的時(shí)像發(fā)現(xiàn)，２０１３－０６－１３的濁度整體水平最高，這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)在研究區(qū)域潛江段的江面上進(jìn)行泥沙挖掘作業(yè)的船只較多，在挖沙過程中，機(jī)械對水體的攪拌導(dǎo)致局部濁度偏高，而另外兩時(shí)相的同步采樣中江面泥沙挖掘作業(yè)偏少，使得水體整體透明度相對較好。對該模型得出的６０個(gè)點(diǎn)的反演值和實(shí)測值進(jìn)行比較（見圖４），可以看出，在變化的趨勢上，兩者非常接近，只是在個(gè)別數(shù)值上出現(xiàn)較大的誤差。表３是運(yùn)用該模型得出的反演值和驗(yàn)證數(shù)據(jù)的實(shí)測值之間的比較，可以看出，兩者Ｒ２可達(dá)６４５
【相似文獻(xiàn)】
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5 李立亞;l⒈菊
本文編號：2559589
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