Estudio de la corrección de la coherencia de los datos de inversión del color del agua de los lagos a partir de múltiples satélites: ejemplo de lagos típicos del Alto Plateau tibetano

Tan Zhangru ,  

Wang Shenglei ,  

Li Junsheng ,  

Zhang Fangfang ,  

Zhang Bing ,  

摘要

El color del agua de los lagos, como reflejo visual de las características ópticas del agua, es una variable climática importante de los ecosistemas lacustres. En los últimos años, el índice Forel-Ule (FUI) basado en la teledetección por satélite para medir el color del agua de los lagos se ha utilizado ampliamente para indicar los cambios temporales y espaciales en la ecología y la calidad del agua de los lagos a gran escala. La observación conjunta de varios satélites puede mejorar considerablemente la frecuencia de observación y la cobertura espacial, pero se debe resolver el problema de su coherencia. En este estudio, se seleccionaron seis lagos típicos del altiplano tibetano como área de estudio, y basándose en los productos de reflectancia de superficie de Landsat 5/TM, Landsat 7/ETM+, Landsat 8/OLI y MODIS, se propuso un método de corrección de la coherencia de múltiples satélites para el índice FUI de los lagos, para corregir las diferencias en el ángulo de color debido a desviaciones de las funciones de respuesta espectral y productos de reflectancia de superficie de los satélites. En primer lugar, se utilizó un método de corrección polinómica para el color visible de los satélites para corregir el ángulo de color reflejado por las diferentes bandas espectrales de los satélites; En segundo lugar, utilizando 112 830 pares de datos de observación sincrónica de la reflectancia de superficie de 6 lagos, se estableció un modelo de regresión lineal entre el ángulo de color FUI de MODIS y Landsat TM, ETM+ y OLI para una calibración cruzada; Finalmente, basándose en datos de observación sincrónica y resultados de la inversión FUI de múltiples satélites, se realizó una evaluación sistemática de la coherencia antes y después de la corrección de los datos de múltiples satélites a escala de píxel y serie temporal. Los resultados mostraron que la coherencia del ángulo de color FUI después de la corrección mejoró significativamente (R²>0.95, MAPE<10%) y que la tendencia de cambio anual promedio de FUI de los 4 tipos de datos de satélites es coherente. Este estudio proporciona una importante base metodológica para la teledetección coordinada de varios satélites Landsat TM, ETM+, OLI y MODIS para la inversión de los parámetros de color del agua de los lagos.

关键词

Color del agua; Teledetección multisatélite; Función de respuesta espectral; Corrección de la coherencia; Ángulo de color; Índice de Forel-Ule (FUI); Tasa de reflectancia del agua; Lagos del Alto Plateau tibetano

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