基于MODIS影像的叶绿素a浓度监测与预测方法研究

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• 作者：黄才晟王艳张万顺彭虹
• 会议时间：2008-11-23
• 关键词：影像数据 ; 叶绿素a ; 动力学模型 ; 浓度监测 ; 预测方法 ; 水体污染
• 作者单位：黄才晟,彭虹(武汉大学资源与环境科学学院,武汉,430079)王艳,张万顺(武汉大学水利水电学院,武汉430079)
• 母体文献：2008年中国水环境污染控制与生态修复技术学术研讨会论文集
• 会议名称：2008年中国水环境污染控制与生态修复技术学术研讨会
• 会议地点：广州
• 主办单位：中国环境科学学会
• 语种：chi

摘要

基于MODIS 影像数据的叶绿素a浓度监测与预测技术在海洋方面已经趋于成熟,但是在内陆水体方面,这种技术还处于探索阶段。随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,内陆水体的污染程度越显严峻,因此,内陆水体的富营养化监测与预测技术的研究是非常必要的。本文阐述了基于MODIS 影像数据进行的叶绿素a浓度的监测与预测技术。该技术分为两部分,一是 MODIS 影像数据的解译分析,二是水生态动力学模型的建立。首先对MODIS 影像数据进行解译分析,对初始数据进行投影变换和兴趣区裁剪等处理,然后进行大气校正,主要考虑了瑞利散射、气溶胶的贡献等因素,并进行处理。用叶绿素a 经验公式计算叶绿素a的浓度分布。第二部分是生态动力学模型计算,这部分包括水动力模型和富营养动力模型,考虑了风场及温度等因素。本文以太湖为研究区域,太湖位于长江中下游,水面面积2338km2,是我国五大淡水湖之一。太湖流域为我国城市化水平最高的区域,近年来经济快速发展。于此同时,太湖流域的富营养化程度不断加重,而太湖蓝藻暴发呈现加剧趋势,2006年和2007年盛夏期间,太湖都发生了全湖性的蓝藻水华,而2007年发生的水华更为严重。本文分别取2007年5月8日和2007年5月19日的MODIS 影像,对其进行分析。结果表明,太湖生态动力学模型可以很好的模拟太湖的富营养化状态。考虑了水温、风场等因素后,模型计算后的叶绿素a浓度分布结果比MODIS 影像提取的叶绿素a浓度分布更为精确。MODIS 影像数据因为其经济和快速获取而广泛应用于环境监测中,但是其分辨率受到限制。本文阐述的方法可以克服MODIS 影像数据分辨率较低的缺点,可以提供快速、实时的监测结果,并根据研究区域的流场来对区域进行预测,而该方法可应用于其他的内陆水体和海洋区域。