太湖水體光學(xué)特性及水色遙感

前言

由于常規(guī)水環(huán)境參數(shù)監(jiān)測是基于地面布點采樣的物理或化學(xué)分析測量方法進(jìn)行的，缺乏空間的連續(xù)性，且費用較高，特別是現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測站點主要分布在城市、重點地區(qū)和重點流域，站點稀少，代表性不夠，難以適應(yīng)全面監(jiān)測水環(huán)境的任務(wù)，因此，迫切需要利用遙感技術(shù)全面、及時和準(zhǔn)確地監(jiān)測水體環(huán)境狀況。就我國內(nèi)陸水體水環(huán)境現(xiàn)狀來說，多數(shù)水域是二類水體，特別是像太湖這樣的富營養(yǎng)化湖泊，水體環(huán)境狀況復(fù)雜，水面光譜由多種因素主導(dǎo)，導(dǎo)致其水體光學(xué)特性形成機(jī)理十分復(fù)雜.所以，從遙感信息中準(zhǔn)確地分離、提取水色參數(shù)一直是內(nèi)陸水色遙感的一大難點。水體光學(xué)特性及其形成機(jī)理的研究是提高水色參數(shù)遙感反演精度的前提。目前，針對海洋一類水體的光學(xué)特性研究已經(jīng)比較成熟，但是，對內(nèi)陸水體而言，由于不同水體組成成分復(fù)雜多變，且存在很大的區(qū)域差異，目前對其進(jìn)行的研究還很不充分。我國內(nèi)陸水體光學(xué)特性的研究可以說才剛剛起步，因此我們將近年的研究成果整理歸納，以期為相關(guān)的研究提供參考。

內(nèi)容概要

本書對內(nèi)陸水體水色遙感的基本概念、方法原理進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的介紹，并結(jié)合多年對太湖研究區(qū)的地面遙感實驗，詳細(xì)介紹了水體固有的光學(xué)特性參數(shù)和表觀光學(xué)特性參數(shù)的實驗觀測方法，分析了太湖水體光學(xué)特性及其有關(guān)參數(shù)的參數(shù)化方法，探討了湖泊水色遙感中的不確定性因素，對水體組分如葉綠素濃度、懸浮物濃度、有色可溶性有機(jī)物的交叉影響，以及水體底質(zhì)、天空云量、風(fēng)速、太陽高度角等對水面遙感反射率的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，介紹了葉綠素a濃度、懸浮物濃度、有色可溶性有機(jī)物的遙感反演技術(shù)流程和模型構(gòu)建方法。    本書適合從事水環(huán)境遙感、生態(tài)環(huán)境遙感等工作的廣大科研工作者閱讀，也適合遙感科學(xué)、地理信息系統(tǒng)專業(yè)的研究生閱讀。

書籍目錄

前言第1章 水色遙感原理及進(jìn)展  1.1 水色遙感進(jìn)展    1.1.1 水色遙感模型方法進(jìn)展    1.1.2 水色遙感數(shù)據(jù)源進(jìn)展  1.2 水體的輻射傳輸    1.2.1 水色的遙感參數(shù)    1.2.2 表觀光學(xué)特性與固有光學(xué)特性    1.2.3 水體輻射傳輸  1.3 水體組分的光學(xué)特性    1.3.1 純水的吸收和散射特性    1.3.2 浮游植物的吸收和散射特性    1.3.3 懸浮物的吸收和散射特性    1.3.4 CDOM的吸收和散射特性  1.4 水面反射波譜構(gòu)成第2章 水體光學(xué)特性觀測  2.1 固有光學(xué)量觀測    2.1.1 吸收系數(shù)的野外觀測    2.1.2 散射系數(shù)的野外觀測    2.1.3 水體組分吸收系數(shù)的室內(nèi)觀測  2.2 表觀光學(xué)量觀測    2.2.1 水表面以上測量法    2.2.2 剖面測量法  2.3 水色要素濃度測量    2.3.1 葉綠素濃度測量    2.3.2 浮游植物個數(shù)統(tǒng)計    2.3.3 懸浮物濃度測量    2.3.4 CDOM濃度測量  2.4 太湖水環(huán)境現(xiàn)狀及實驗觀測    2.4.1 太湖水環(huán)境現(xiàn)狀概述    2.4.2 地面遙感實驗介紹    2.4.3 太湖水色因子的時空分布規(guī)律第3章 太湖水體固有光學(xué)特性及參數(shù)化第4章 太湖水體表觀學(xué)特性第5章 太湖水色參數(shù)反演中的不確定性因素第6章 太湖水色遙感中的大氣校正第7章 太湖水色參數(shù)反演參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：與之相對的，二類水體就是不僅受到浮游植物及其相關(guān)物質(zhì)的影響，而且受到其他與浮游植物相對獨立的物質(zhì)，尤其是無機(jī)懸浮物質(zhì)及有色可溶性有機(jī)物影響的水體。一般而言，一類水體主要是大洋水體。在這類水體中，除浮游植物外，其他很多物質(zhì)，如牧草的殘骸、浮游植物腐爛后的物質(zhì)、生物體排放的可溶性有機(jī)質(zhì)等，都會對一類水體的光譜特性產(chǎn)生影響，特別是影響水體的吸收特性（Sathyendranath et aL，1989）。事實上，人們越來越多地發(fā)現(xiàn)，除了浮游植物外，鞭毛蟲、異養(yǎng)細(xì)菌和病毒等與浮游植物相關(guān)的小的有機(jī)體對一類水體的光譜特征也有很重要的影響（Morcl andGentili，1991；Stramski and Kiefm ，1991）。由于浮游植物及其相關(guān)物質(zhì)對水體光譜起主要作用，因此，可以用浮游植物來表征水體光譜的變化，特別是當(dāng)葉綠素a可以作為估算浮游植物量的一個指數(shù)時，可以用葉綠素a濃度來模擬一類水體的光譜特性。二類水體主要是近岸水體和內(nèi)陸水體。與一類水體相比，二類水體的光學(xué)特性和影響因素要復(fù)雜得多.二類水體中，水體光譜的主要影響因素包括浮游植物、懸浮物質(zhì)和有色可溶性有機(jī)物（colored dissolved organic matter，CDOM）（通常稱為水色三要素）,由于這三種相關(guān)量以及水體底部的反射均獨立變化，但同時又相互影響，因此，不能再簡單地假設(shè)某個波段的光譜特性和色素濃度之間有一一對應(yīng)的關(guān)系，適用于一類水體的大氣校正方法的假設(shè)前提對二類水體也不再適用.對二類水體水色遙感而言，必須同時考慮不同因素對水面光譜的交互影響，因此，對其數(shù)據(jù)源的光譜分辨率及參數(shù)反演的模型方法都提出了更高的要求，研究中的數(shù)據(jù)處理方法、模型構(gòu)建方法都將受到研究區(qū)域的限制，具有一定的適用范圍。本書的研究區(qū)域為太湖水體，因此，研究方法和模型等主要適用于近岸和內(nèi)陸水體。

編輯推薦

《太湖水體光學(xué)特性及水色遙感》由科學(xué)出版社出版。

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