水体组分及环境因素对遥感反射率的影响研究

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以太湖为研究区,通过对几年来太湖野外采样数据进行处理和分析,并结合有关太湖光学特性的文献资料,确定太湖水体各组分的固有光学参量;结合气象资料设定外界环境因子参数,应用HYDROLIGHT 辐射传输模型,模拟出多组遥感反射率数据,进而详细分析水体各组分的变化对遥感反射率的影响,以及环境参数的变化对遥感反射率的贡献。   为了研究单一组分含量的变化对遥感反射率的影响,论文模拟了单一组分不同浓度下的遥感反射率,结果发现无机悬浮泥沙浓度增加将导致水体遥感反射率整体增大,反射峰位置向长波方向移动,反射峰形态变宽。当无机悬浮泥沙含量在4~80mg/l 之间变化时,反射率变化最大的波长范围为600-700nm,反射率从1%上升到6%。通过对无机悬浮泥沙浓度和遥感反射率的相关性研究,发现750nm处的遥感反射率与无机悬浮泥沙浓度之间的相关性最好;叶绿素浓度小于5mg/m3 时,叶绿素浓度的增加使520nm 之前反射率升高,520nm 之后反射率降低,并且浓度大于5mg/m3 时,叶绿素的荧光反射峰的值逐渐超过了绿光反射峰;   叶绿素浓度在叶绿素遥感的最佳波段在712nm 附近;黄色物质浓度的增加使得遥感反射率降低,但反射峰位置不会发生偏移,并且当黄色物质增大到一定浓度时,反射峰值将会出现饱和,不再随浓度的变化而变化。   由于组分之间的反射信息也会相互干扰,因此针对要素之间的相互干扰情况进行了分析,发现叶绿素的反射光谱受到无机悬浮泥沙和黄色物质干扰最小的波段在712nm 附近;无机悬浮泥沙则在700nm 以后受到其他两要素的影响很小,影响程度均在10%以下;黄色物质的反射信息受到的干扰最大,尤其无机悬浮泥沙对其影响都在60倍以上。   此外,遥感反射率不仅受到水体组分含量变化的影响,而且还受到外界环境的影响,通过模拟分析后可看出,太湖底质对遥感反射率的影响可以忽略,天空云量在均匀分布的情况下对遥感反射率的贡献和太阳天顶角的变化对遥感反射率的影响较之水体组分浓度变化对遥感反射率的影响而言较为微弱。
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