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基于吸收系数从水库中反演叶绿素a浓度的半解析模型评估

DOI:10.1016/j.asr.2018.12.023 期刊:Advances in Space Research 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 监测内陆水体中的叶绿素a(Chl-a)浓度对水质管理至关重要,因为Chl-a是浮游植物生物量的代用指标,进而反映水环境的生态健康状况。通过水体的固有光学特性(IOPs)可反演Chl-a浓度,而这些特性又可通过遥感获取。最初为海洋水体开发的准分析算法(QAA)经过重新参数化后,也可用于内陆水体的IOPs反演。本研究旨在评估由原始及重新参数化QAA版本与以吸收系数为输入的Chl-a估算模型组合而成的16种方案,在巴西圣保罗州铁特河梯级系统伊比蒂纳水库的表现。结果表明,仅基于QAAV5的方案能获得合理的影像数据估算值,且四种测试模型对QAAV5输出均呈现相似且可接受的结果。最佳模型被应用于海洋和陆地颜色仪(OLCI)影像。水库中的光吸收主要受有色溶解有机物(CDOM)支配,并观察到光学与水质特性存在显著时空变异。
作者: Caroline Andrade,Enner Alcantara,Nariane Bernardo,Milton Kampel
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研究概述 实验方案 设备清单

评估由QAA原始版本及重新参数化版本组成,并结合以吸收系数作为输入来估算伊比廷加水库叶绿素a浓度的十六种方案的性能。

基于QAAV5的方案提供了合理的叶绿素a估算值,其中有色可溶性有机物(CDOM)主导了吸收过程。该水库呈现富营养化状态,且基于吸收系数的模型在统计上具有等效性。未来研究应解决时间变异性问题并提高算法鲁棒性。

水质和光学特性的高度变异性限制了算法的适用性;大气校正误差(尤其在412纳米波段);卫星影像中的邻近效应;以及在不同环境条件下需要进一步验证。

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