Consistency correction of Multi-source satellite-derived Lake Water Color Index: A Case Study of Typical Lakes in the Tibetan Plateau

Tan Zhangru ,  

Wang Shenglei ,  

Li Junsheng ,  

Zhang Fangfang ,  

Zhang Bing ,  

摘要

لون مياه البحيرات كما يعكس بصريًا خصائص الضوء في النظام البيئي للبحيرات، وهو متغير مناخي مهم. في السنوات الأخيرة، استخدم مؤشر Forel-Ule (FUI) المستند إلى الاستشعار عن بعد الفضائي على نطاق واسع للإشارة إلى التغيرات الزمانية والمكانية في البيئة وجودة المياه في البحيرات في مناطق كبيرة. يمكن أن تحسن الملاحظات المشتركة من مصادر متعددة عبر الاستشعار عن بعد بشكل كبير تغطية الوقت والمساحة للملاحظة، لكن مشكلة توحيد الاستدلال بشكل ماس يجب حلها. في هذه الدراسة، اقترحنا طريقة لتصحيح انسجام مؤشر FUI لتلوث البحيرات المستمد من بيانات الاستشعار المتعددة لستة بحيرات نموذجية في سهول التبت والقطب الشمالي. استنادًا إلى منتجات انعكاس سطح الأرض من Landsat 5/TM وLandsat 7/ETM+ وLandsat 8/OLI وMODIS، نقدم طريقة لتصحيح انسجام البيانات الفضائية المتعددة لتلوث البحيرات المستمد من بيانات الاستشعار. أولاً، باستخدام طريقة المعايرة الكثيرية للبيانات الافتراضية للماء، يتم تصحيح انحناء الطيفية المستمد من مجسات الأقمار الصناعية للموجات المرئية. ثم، نستخدم 112,830 مجموعة من بيانات الملاحظات المتزامنة لانعكاس سطح الأرض من ست بحيرات لبناء نموذج انحدار خطي بين MODIS وLandsat TM وETM+ وOLI لتصحيح الانحناء المتبادل. أخيرًا، استنادًا إلى نتائج الملاحظات المتزامنة ونتائج التلوث بالبيانات المتعددة لمؤشر FUI للفترة الزمنية الطويلة، نقيم بشكل متسلسل انسجام البيانات فضائية متعددة قبل وبعد التصحيح على مستوى عناصر الصورة وعلى مستوى التسلسل الزمني. تظهر النتائج أن الانسجاميات بين الانحناء المصحح ونتائج التلوث بمؤشر FUI تحسنت بشكل كبير (R² > 0.95، MAPE < 10%) بعد التصحيح، وكان تغير FUI السنوي للبحيرات المستشعرة الأربعة متسقًا. تقدم هذه الدراسة أساسًا مهمًا لمرجعية المراقبة المتعددة لتلوث مياه البحيرات المسترشدة ببيانات الأقمار الصناعية Landsat TM وETM+ وOLI وMODIS.

关键词

Water color;​ Multi-source satellite remote sensing;​Spectral response function;Consistency correction;​Hue angle;​Forel-Ule Index (FUI);Water reflectance​;​Lakes on the Qinghai-Tibet Plateau

阅读全文