研究目的
本研究的目的是建立并评估高光谱遥感与湖泊水质参数(叶绿素、浊度及氮磷形态)之间的关系。
研究成果
研究表明,高光谱遥感能够准确估算马克·吐温湖大多数水质参数,其中叶绿素a、浊度、总氮磷以及溶解态硝酸盐氮和磷酸盐通过近感技术估算的R2值均≥0.7。航空高光谱遥感的精度稍低但仍适用于水质评估。该研究强调,在每次遥感监测时采集校准样本对确保估算精度(尤其是营养盐指标)具有重要性。
研究不足
研究发现,将估算模型外推至非校准日期会大幅增加部分参数的估算误差,这表明要获得最精确的水质遥感估算值,需要在每个传感日期都采集校准样本。此外,在两个同时获取数据的测量日期中,航空高光谱传感的精度略低于近端传感。
1:实验设计与方法选择:
研究在马克·吐温湖采集了7个采样日期的近端高光谱水体反射率数据和2个日期的航空高光谱数据。对水样进行了叶绿素、营养物质和浊度分析。采用反射率指数和全谱方法(偏最小二乘回归)建立光谱与水质数据之间的关系。
2:样本选择与数据来源:
确定了7个高速公路桥梁跨越湖湾的采样点,每个采样点设立多个采样站。水样和光谱数据均在天气晴朗条件下采集。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于近端传感的ASD FieldSpec Pro FR野外光谱仪、用于航空高光谱成像的AISA推扫式传感器(AISA Classic和AISA Eagle),以及用于浊度测量的YSI 6600或6920声呐仪。
4:实验流程与操作步骤:
在每个采样站采集野外光谱仪数据,并在光谱数据采集后30分钟内获取水样?;袢〔⒋砹肆礁鋈掌诘暮娇崭吖馄淄枷瘛?/p>
5:数据分析方法:
采用已报道的反射率指数和偏最小二乘回归(PLSR)分析光谱数据与水质参数之间的关系。
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AISA pushbroom sensor
AISA Classic and AISA Eagle
Specim/Spectral Imaging Ltd.
Acquiring hyperspectral images for water quality assessment.
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ASD FieldSpec Pro FR field spectrometer
FieldSpec Pro FR
Analytical Spectral Devices
Recording upwelling radiance from the water surface in the wavelength range of 350 to 2500 nm at a 1-nm interval.
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YSI 6600 or 6920 Sonde
6600 or 6920
YSI Inc.
Measuring turbidity in the laboratory.
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Spectralon reference panel
Labsphere Inc.
Used for obtaining radiance data before and after water surface data collection.
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