太湖藻华水体的遥感监测与预警.pdfVIP

第31卷，第3期光谱学与光谱分析Vo1．31，No．3，pp753—757

2011年3月SpectroscopyandSpectralAnalysisMarch，2011

太湖藻华水体的遥感监测与预警

宋瑜。，宋晓东，郭青海，唐立娜

1．中国科学院城市环境研究所，城市环境与健康重点实验室，福建厦门361021

2．中国科学院研究生院，北京100049

摘要受水体富营养化的影响，藻华暴发已成为目前我国湖泊和水库面临的主要环境问题之一。针对藻

华水体的动态监测，特别是提前预警技术的研究对于内陆水体的污染防控具有重要意义。该文结合高光谱

实验数据，综合运用指数法和遥感影像假彩色合成法，建立了基于MODIS数据的太湖藻华水体遥感信息提

取模型，并在此基础上，对2007年3～5月问太湖藻华形成过程进行了遥感实时动态监测研究。通过对春夏

季蓝藻水华的空问分布特征和藻华不同形成阶段的特征分析，提出了太湖藻华水体预警的技术方法，即

当MOD1S水体绿度指数GI集中分布于0．6～0．8区间时，可认为太湖水域已进入蓝藻水华大规模暴发前的

预警阶段。

关键词蓝藻水华；高光谱；MODIS；遥感监测；太湖‘

中图分类号：TP79文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2011)03—0753—05

2007年5月底太湖蓝藻暴发事件时空监测结果的分析，提出

引言了针对太湖藻华水体预警的技术方法。

自20世纪80年代起，太湖就常出现以微囊藻为优势种1数据与方法

的蓝藻水华。蓝藻暴发性繁殖消耗了大量的溶解氧，使得水

体处于缺氧甚至无氧状态；蓝藻大量死亡后，释放出蓝藻毒1．1水体高光谱遥感实验

素等有害物质，最终将会导致水生念系统的迅速崩溃…。因水体反射光谱的测量使用的是美国ASD公司生产的便

此，针对太湖藻华的监测预警研究对于及时、有效的水体污携式分光辐射光谱仪。实验当日天气晴朗无云，水面基本处

染防治工作具有重要意义。于平静状态。仪器测量探头垂直于水面上方1m左右进行测

遥感监测技术柑对于传统水质监测手段具有范围广、速量，借助于参考板，仪器自动将水体向上辐射率转化为水体

度快、成本低和便于进行长期实时监测等优势l2。‘水质遥的反射率(图1)；同时采集太湖水体表层水样，室内叶绿素a

感监测方法经历J，2O世纪80年代前的分析方法f、2O世纪浓度的测定采用分光光度法l1。

80~90年代的经验方法和2O世纪9o年代后的半经验方1．2MODIS数据获取与预处理

法]的发展进程；遥感数据源也由陆地资源卫星Landsat本研究所选用的遥感同步数据为2007年¨月2F_I的

MSS／TM(发展到l『水色传感器SeaWIFSE]、MER—MODISLIB250和500m分辨率的数据，同时选用在时间尺

IS[1和MODIS(中分辨率成像光谱仪)数据l6。作为新度上覆盖了2007年5月底太湖蓝藻暴发事件整个过程的6

一代“谱合一”的光学遥感仪器，MODIS数据具有高时间期(3月22日、3月31日、4月4日、4月2O日、5月9f{和

分辨率(4time·d)、光谱分辨率(36个光谱通道)和较高5月2OL=I)MODIS数据。

的空间分辨率(250~1000m)，埘于各类突发、快速演变的遥感数据预处理主要包括几何校正、大气校正和云检测

自然灾害具有更强的实时监