基于Sentinel-3OLCI的查干湖水质参数定量反演

作者：陈方方; 王强; 宋开山; 李思佳^*; 徐世琦; 杨倩

来源：中国环境科学, 2023, 43(05): 2450-2459.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230208.002

• 查干湖
• Sentinel-3
• 透明度
• 悬浮物
• 浊度
• 叶绿素

通过2020～2021年5次对查干湖实地采集87个水体样品,测定水质参数,并同步匹配经Acolite大气校正后的Sentinel-3OLCI(OLCI),结合412～885nm遥感反射率(Rrs)与支持向量机(SVM)算法、经验算法以及半分析算法构建查干湖悬浮物(TSM)、浊度(Turb)、透明度(SDD)以及叶绿素(Chl-a)高精度反演模型,通过模型精度的对比,遴选出SVM模型并据此模型反演查干湖2017—2021年上述4种水质变化,分析其对降雨和风速的动态响应.结果表明:(1)实测TSM与Turb之间呈现显著正相关(P<0.01),相关系数为0.93;两者与SDD均呈现显著负相关(P<0.01),相关系数分别为0.71, 0.73;(2)TSM、Turb、SDD、Chl-a反演模型决定系数分别为0.85,0.91,0.93,0.85;且误差分析RMSE值分别为8.75g/mL,10.95FNU,2.11cm,3.64μg/L;MAE值为5.99g/mL,6.86FNU,1.04cm,2.19μg/L;(3)查干湖水质参数年际分布特征呈动态下降趋势,于2020年TSM与Turb达到峰值;季节分布特征结果显示台风过境后(2020年9月),TSM与Turb浓度增加1.4倍;(4)风速对查干湖TSM、Turb呈现正相关,决定系数分别为0.79,0.45.通过长时间尺度上遥感监测查干湖水体的时空格局变化,分析其变化特征与规律,为区域水环境的生态保护与资源合理利用提出有效建议.

• 单位
  吉林建筑大学; 中国科学院东北地理与农业生态研究所; 东北师范大学