Eine effektive Überwachung der Eutrophierung von Seen ist ein wichtiges Mittel, um die ökologische Dynamik von Seen genau zu erfassen und die Umweltverschmutzung der Seen streng zu kontrollieren. Die Bestimmung des Nährstoffgrades von Seen und die quantitative Bewertung ihres Nährstoffzustands sind von großer Bedeutung für die Fernerkundungsüberwachung der Eutrophierung von Seen. Angesichts der hohen räumlichen Heterogenität der Seen in China und der Schwierigkeit, einheitliche Bewertungsstandards zu etablieren, konzentriert sich diese Studie auf den trophischen Zustandsindex TSI (Trophic State Index) und kombiniert vollflächige, zeitgleiche Daten von Satelliten und Erdbeobachtungen verschiedener Seetypen, um drei für nationale Seen entwickelte Methoden zur Fernerkundung der Nährstoffzustandsabschätzung umfassend zu bewerten: die Wasserfarbindex-Algorithmus FUI (Forel-Ule Index), der Absorptionskoeffizienten-Algorithmus a_tw (Total Non-water Absorption) und der Algenbiomasse-Algorithmus ABI (Algal Biomass Index). Die Genauigkeit der Überwachung in hochtrüben, nährstoffreichen flachen Seen und nährstoffarmen tiefen Binnenseen wurde analysiert sowie quantitative Unterschiede der Algorithmen in Breitband- und Multispektralsatelliten. Die Ergebnisse zeigen, dass der FUI-Algorithmus eine gute Erkennungsgenauigkeit für nährstoffreiche Wasserflächen aufweist, geringe Anforderungen an die Sensorspektralbänder (sichtbares Licht) stellt und nur eine qualitative Beurteilung liefert; der a_tw-Algorithmus eine gute Erkennungsgenauigkeit für mesotrophe Wasserflächen besitzt, jedoch hohe Anforderungen an die Sensorspektralbänder und eine präzise atmosphärische Korrektur benötigt; der ABI-Algorithmus eine zuverlässige Bewertung der Eutrophierung bietet, bei unterschiedlich klassifizierten Satellitenfernerkundungsprodukten eine gute Stabilität aufweist, jedoch auf das kurzwellige Infrarot zur groben Wasserkörperklassifikation (trübes, reines Wasser) angewiesen ist. Die Gesamtgenauigkeit des ABI-Algorithmus lag bei Landsat 8 und Sentinel-3 jeweils bei 71 % bzw. 73 % und übertraf a_tw (56 % bzw. 63 %) und FUI (49 % bzw. 52 %). Die Studie kann den Datenaustausch zur Überwachung des Nährstoffzustands regionaler Seen fördern und bietet eine wichtige Referenz zur Normierung von Fernerkundungsmethoden zur Eutrophierungsüberwachung und zur grenzüberschreitenden Seenverwaltung.

Eutrophierung von Seen;Nährstoffzustand;Wasserfarbindex;Absorptionskoeffizient;Algenbiomasse;atmosphärische Korrektur;Wasserkörperklassifikation