一种富营养化湖泊水体叶绿素a 的MODIS卫星高精度监测方法

摘要

本发明提供一种富营养化湖泊水体叶绿素a 的MODIS卫星高精度监测方法，包括：筛选对叶绿素a浓度变化敏感而又不受高悬浮物影响的叶绿素a评价指数（NDBI）；在生物光学模型模拟的基础上，获取NDBI与叶绿素a浓度间的定量关系；结合2013‑2014年巢湖野外监测的水体光谱信息及相应的水体叶绿素a浓度，获取基于地面实测光谱（R_rs）和NDBI的叶绿素a反演算法；通过模拟不同气溶胶类型及厚度、不同太阳高度角、卫星观测角及方位角，获取地面监测遥感反射比（R_rs）与模拟的瑞利散射矫正后R_rc之间的定量关系；进而将基于地面实测光谱数据的叶绿素a反演算法推广至经过瑞利散射矫正的卫星影像数据。基于该方法，可准确获取富营养化湖泊叶绿素a浓度的年际、月际变化规律及其空间分布。

主权项

一种富营养化湖泊水体叶绿素a 的MODIS卫星高精度监测方法，其特征在于，该方法的实现包括以下步骤：1）筛选对叶绿素a浓度变化敏感而又不受高悬浮物影响的叶绿素a评价指数NDBI其中所述对叶绿素a浓度变化敏感而又不受高悬浮物影响的叶绿素a评价指数NDBI是指基于叶绿素a以及悬浮物光谱响应特征，选择红、绿波段以及类似于NDVI表达形式，可避免高悬浮物对叶绿素a浓度估算的不利影响，并以该叶绿素a评价指数NDBI作为叶绿素a浓度遥感监测指数；2）基于生物光学模型模拟，明确NDBI与叶绿素a浓度间的定量关系在生物光学模型的基础上，结合巢湖的实测数据，进行不同情景下的数值模拟，确定NDBI与叶绿素a浓度的定量关系，同时从理论上确定该指数对高浑浊水体不敏感性；3）获取地面监测遥感反射比R_rs与模拟的瑞利散射矫正后的反射率R_rc之间的定量关系模拟巢湖地区在不同气溶胶类型及厚度、不同太阳高度角、卫星观测角以及方位角情况下，地面监测的遥感反射比R_rs与模拟的瑞利散射矫正后的反射率R_rc之间的定量关系；4）获取基于MODIS卫星影像的叶绿素a浓度反演算法基于前述步骤和方法，将基于地面实测光谱数据的叶绿素a反演算法应用至经过瑞利散射矫正的卫星影像数据，基于前述的反演算法方法，在对多幅时间序列的卫星影像处理后获取富营养化湖泊叶绿素a浓度的年际、月际变化规律及其空间分布。