基于MODIS数据的2000_2013年洞庭湖水华暴发时空分布特征精选.pdfVIP

第13 卷第4 期 湿 地 科 学 Vol.13 No.4 2015 年8 月 WETLAND SCIENCE August 2015 DOI: 10.13248/ki.wetlandsci.2015.04.001 基于MODIS 数据的2000～2013 年 洞庭湖水华暴发时空分布特征 * 薛 云，赵运林，张 维，周立波，刘凤姣 (湖南城市学院，湖南益阳413000) 摘要：洞庭湖蓝藻水华直接威胁着洞庭湖流域的生态安全和沿湖居民的生产、生活。利用2000～2013 年期间长 时间序列中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer，MODIS)影像数据，通过计算水体 的漂浮藻类指数(floating algae index，FAI) ，提取洞庭湖水华信息，系统分析洞庭湖水华暴发的时空分布特征。 结果表明，过去14 a 的洞庭湖水华面积相对稳定，虽然面积在减少，但无显著变化趋势；洞庭湖水华年内暴发呈 典型的双峰特征，暴发时间主要集中在4～8 月；洞庭湖水华主要发生在东洞庭湖的大小西湖地区，在其他地区 尚未发现大面积水华；大小西湖水华暴发以小频率为主，但持续时间较长，尤其在2003 年、2004 年、2005 年、 2008 年和2013 年，基本常年都有水华现象存在。 关 键 词：水华；MODIS ；洞庭湖 中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1672-5948(2015)04-387-06 富营养化是中国淡水湖面临的一个普遍环境 辨率。目前，因MODIS 影像数据具有获取周期 问题[1,2] ，湖水富营养化导致蓝藻水华频繁发生。 短、光谱分辨率高和可以免费获得的优势，在水华 近年来，随着经济发展，洞庭湖流域的工业污染、 监测研究中被越来越多地应用[4~7] 。 生活污染和农业生产污染加重，洞庭湖水体中氮、 本研究利用2000～2013 年间长时间序列 磷等营养物质含量过高，在湖水温度较高的夏、秋 MODIS 影像数据，研究洞庭湖蓝藻水华时空分布 季节，容易引起蓝藻水华暴发。2008 年7 月，湖南 规律，以期为洞庭湖水污染的治理和水环境的改 省洞庭湖生态环境监测中心现场调查发现，东洞 善提供参考。 2[3] 庭湖自然保护区核心区水华发生面积近10 km ， 1 数据和方法 直接威胁洞庭湖流域的生态安全和沿湖居民的生 产生活。因此，准确及时地进行蓝藻水华监测预 1.1 MODIS数据获取与处理 警，分析洞庭湖蓝藻暴发时空特征及主要影响因 选取2000～2013 年的MODIS L0 级影像数 素，有利于因地制宜地制定科学的洞庭湖水污染 据，时间分辨率为1 d，空间分辨率为250 m 和500 防治措施。 m 。首先，对影像进行人工筛选，剔除湖区上空受 传统的蓝藻识别多是实地采样，由于水质采 云层影响严重的影像，以及一些明显异常的影像， 样点少、采样间隔周期长、水体流动性强，而且蓝 最后得到洞庭湖区1 388 景影像(表1)；选取MO- 藻水华变化较快，所以利用这些采样数据难以对 DIS 影像后，对图像进行几何校正、大气校正、反射 蓝藻暴发状况进行全面监测。利用遥感技术监测 率转换和去云等预处理工作。 蓝藻水华的时空分布，具有非常明显的优势。水 1.2 水华信息提取 华暴发具有突发性，因此对藻类进行长期、实时的 1.2.1 计算水体的漂浮藻类指