Анализ применимости спутниковых методов оценки состояния питания типичных озёр Китая

HU Minqi ,  

WANG Shenglei ,  

FANG Chong ,  

XUE Kun ,  

SONG Kaishan ,  

MA Ronghua ,  

摘要

Эффективный мониторинг евтрофикации озёр является важным средством для точного понимания динамики экологии озёр и строгого контроля загрязнения их окружающей среды. Определение уровня питания озёр и количественная оценка их питания имеют большое значение для дистанционного мониторинга евтрофикации озёр. В связи с высокой пространственной неоднородностью озёр Китая и трудностями в унификации критериев оценки, данное исследование фокусируется на индексе состояния питания TSI (Trophic State Index) и используя комплексные синхронные спутниковые и наземные данные различных типов озёр, всесторонне оценивает три метода спутниковой дистанционной оценки состояния питания, разработанные для национальных озёр: алгоритм индекса цвета воды FUI (Forel-Ule Index), алгоритм коэффициента поглощения a_tw (Total Non-water Absorption) и алгоритм биомассы водорослей ABI (Algal Biomass Index) по точности мониторинга в условиях сильно замутнённых, эвтрофных мелководных озёр и олиготрофных глубоких материковых озёр, а также количественно анализирует различия в производительности этих алгоритмов на широкополосных и мультиспектральных спутниках. Результаты показывают, что алгоритм FUI хорошо распознаёт эвтрофные водоёмы, требования к настройкам сенсоров невысоки (видимый диапазон), но он даёт только качественную оценку; алгоритм a_tw хорошо распознаёт мезотрофные водоёмы и требует высокой настройки сенсорных диапазонов и точной атмосферной коррекции; алгоритм ABI предоставляет надёжную оценку эвтрофикации, обладает хорошей стабильностью при работе с спутниковыми продуктами разных уровней, но зависит от коротковолнового инфракрасного диапазона для грубой классификации воды (мутная, чистая вода). Общая точность алгоритма ABI на Landsat 8 и Sentinel-3 составляет 71% и 73% соответственно, превосходя a_tw (56% и 63%) и FUI (49% и 52%). Данное исследование способствует обмену данными по мониторингу состояния питания региональных озёр и предоставляет важные рекомендации для стандартизации методов дистанционного мониторинга евтрофикации и проведения трансграничного управления экологией озёр.

关键词

евтрофикация озёр;состояние питания;индекс цвета воды;коэффициент поглощения;биомасса водорослей;атмосферная коррекция;классификация водоёмов

阅读全文