[發(fā)明專利]一種富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a 的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410724605.5
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104390917A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玉超;馬榮華;段洪濤;陳開寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 徐蓓

1.一種富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，該方法的實現(xiàn)包括以下步驟：

1）篩選對葉綠素a濃度變化敏感而又不受高懸浮物影響的葉綠素a評價指數(shù)NDBI

其中所述對葉綠素a濃度變化敏感而又不受高懸浮物影響的葉綠素a評價指數(shù)NDBI是指基于葉綠素a以及懸浮物光譜響應(yīng)特征，選擇紅、綠波段以及類似于NDVI表達形式，可避免高懸浮物對葉綠素a濃度估算的不利影響，并以該藻類指數(shù)作為葉綠素a濃度遙感監(jiān)測指數(shù)；

2）基于生物光學(xué)模型模擬，明確NDBI與葉綠素a濃度間的定量關(guān)系

在生物光學(xué)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合巢湖的實測數(shù)據(jù)，進行不同情景下的數(shù)值模擬，確定NDBI與葉綠素a濃度的定量關(guān)系，同時從理論上確定該指數(shù)對高渾濁水體不敏感性；

3）獲取地面監(jiān)測遙感反射比R_rs與模擬的瑞利散射矯正后R_rc之間的定量關(guān)系

模擬巢湖地區(qū)在不同氣溶膠類型及厚度、不同太陽高度角、衛(wèi)星觀測角以及方位角情況下，地面監(jiān)測的遙感反射比R_rs與模擬的瑞利散射矯正后的R_rc之間的定量關(guān)系；?

4）獲取基于MODIS衛(wèi)星影像的葉綠素a濃度反演算法

基于前述步驟和方法，將基于地面實測光譜數(shù)據(jù)的葉綠素a反演算法應(yīng)用至經(jīng)過瑞利散射矯正的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基于前述的反演算法方法，在對多幅時間序列的衛(wèi)星影像處理后獲取富營養(yǎng)化湖泊葉綠素a濃度的年際、月際變化規(guī)律及其空間分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟1）中，?葉綠素a以及無機懸浮物的光譜特征來自于巢湖野外實測的光譜數(shù)據(jù)R_rs，監(jiān)測儀器為美國ASD公司的雙通道地面光譜監(jiān)測儀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟2）中，基于地面實測光譜數(shù)據(jù)的葉綠素a評價指數(shù)NDBI表達形式為：

(R_rs(555)-R_rs(645))/(R_rs(555)+R_rs(645))。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟2）中，進行不同情景的數(shù)值模擬，具體包括：

首先在無機懸浮物濃度和黃色物質(zhì)保持不變的情況下，獲取NDBI與葉綠素a濃度間的定量關(guān)系；

其次，模擬葉綠素a和黃色物質(zhì)濃度不變時，NDBI對無機懸浮物濃度的響應(yīng)；

最后模擬葉綠素a和無機懸浮物濃度保持不變時，黃色物質(zhì)濃度變化對NDBI的影響。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟3）中，氣溶膠類型參照SeaDas的LUT的結(jié)果，氣溶膠厚度參照巢湖地區(qū)常年監(jiān)測結(jié)果范圍，觀測角度則依據(jù)太陽、衛(wèi)星和巢湖的相對位置確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊水體葉綠素a?的MODIS衛(wèi)星高精度監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟4）中，應(yīng)用于MODIS影像的NDBI指數(shù)表達形式為：

(R_rc(555)-R_rc(645))/(R_rc(555)+R_rc(645))

并且，建立在MODIS衛(wèi)星影像的輻射定標、幾何糾正和大氣瑞利散射校正的基礎(chǔ)上。