Estudo sobre correção de consistência para a inversão do índice de cor da água dos lagos a partir de dados multisource: estudo de caso dos lagos típicos do Planalto Tibetano

TAN Zhangru ,  

WANG Shenglei ,  

LI Junsheng ,  

ZHANG Fangfang ,  

ZHANG Bing ,  

摘要

A cor da água dos lagos, como reflexo direto das propriedades ópticas da água, é uma variável climática importante dos ecossistemas lacustres. Nos últimos anos, o índice Forel-Ule (FUI), obtido por meio de sensoriamento remoto por satélite, tem sido amplamente utilizado para indicar as variações espaço-temporais da ecologia e qualidade da água em grandes áreas de lagos. A observação cooperativa por satélites multifuente pode aumentar significativamente a frequência de observação e a cobertura espaço-temporal, mas o problema da consistência da inversão precisa ser resolvido. Este estudo, com foco em seis lagos típicos do Planalto Tibetano, propõe um método de correção de consistência para a inversão do índice FUI a partir de dados de produtos de reflectância da superfície do Landsat 5/TM, Landsat 7/ETM+, Landsat 8/OLI e MODIS, para corrigir as diferenças no ângulo cromático e na inversão do FUI causadas pela função de resposta espectral do satélite e pelos desvios sistêmicos nos produtos de reflectância. Primeiramente, foi utilizado um método de correção polinomial baseado em um conjunto de dados simulados de corpos d'água para calibrar a resposta espectral do ângulo cromático invertido nas bandas visíveis de cada sensor de satélite; em seguida, utilizou-se 112.830 pares de dados sincronizados de reflectância da superfície obtidos em seis lagos para construir modelos de regressão linear entre os ângulos cromáticos invertidos pelo MODIS e pelos Landsat TM, ETM+, OLI, para realizar uma calibração cruzada; por fim, com base nos dados sincronizados e nos resultados da inversão do FUI multisource em longo prazo, avaliou-se sistematicamente a consistência dos dados multisource de satélite na escala de pixel e em séries temporais antes e depois da correção. Os resultados indicam que a consistência entre o ângulo cromático e os resultados da inversão do FUI melhorou significativamente após a correção (R²>0,95, MAPE<10%), e que a tendência anual média das variações do FUI dos lagos, obtida com os quatro satélites, foi consistente. Este estudo fornece uma base metodológica importante para a inversão cooperativa dos parâmetros da cor da água dos lagos usando dados multisource dos satélites Landsat TM, ETM+, OLI e MODIS.

关键词

cor da água;sensoriamento remoto multisource;função de resposta espectral;correção de consistência;ângulo cromático;índice Forel-Ule (FUI);reflectância da água;lagos do Planalto Tibetano

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