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长江干流表层水体悬浮物的空间变化特征及遥感反演

Spatial Variation Characteristics and Remote Sensing Retrieval of Total Suspended Matter in Surface Water of the Yangtze River

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总悬浮物(TSM)是描述水体光学特性和污染程度的一个重要参数,利用遥感技术准确获取面状水域悬浮物浓度的信息,可有效地对水体浑浊程度、污染程度等信息指标进行高效监测分析,解决观察范围小、不方便以及数据获取难等难题.以野外实测水体高光谱数据和悬浮物浓度及其组分等数据,参照MODIS(1～4波段)、Landsat 8(1～5波段)、Sentinel 2(2～6波段)和H J-B1(1～4波段)等常用波段范围,构建长江干流(重庆-上海段)水体TSM的半经验模型,从而检验、比较常用卫星对河流水体TSM的反演潜力.结果 表明:①枯水期长江干流浊度和TSM从重庆到上海整体程增加趋势,相反有机悬浮物浓度在总悬浮物浓度中所占的比例(OSM/TSM)从重庆到上海整体呈现较小趋势.②水体光谱曲线基本没用叶绿素a的光谱特征(700 nm附近的反射峰),而是展现出悬浮物浓度占主导因素的双峰型光谱特征.由于水体中悬浮物浓度较低(＜114.68 mg·L-1),第一峰值明显高于第二峰值,但反射峰位置具有明显的向波长方向移动的"红移"现象.③长江干流水体的反射率对悬浮物浓度最敏感的波段是600 ～710 nm和475～550 nm波段,这些波段大部分都落在MODI、Landsat 8,Sentinel 2和HJ-1B卫星绿波段和红波段内,因此目前常用卫星的波段设置在反演长江干流水体TSM上都具有一定的潜力.其中Sentinel 2卫星波段设置最合适长江干流水体悬浮物浓度的反演,其最佳的指数反演模型RMSE为10.23 mg·L-1,MAPE为23％.

李建鸿、黄昌春、查勇、王川、尚娜娜、郝维月

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南京师范大学地理学院,南京210023

中国地质科学院岩溶地质研究所,自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室,桂林541004

悬浮物浓度 遥感反演 经验模型 长江干流 空间变化

国家自然科学基金

41971286

2021

10.13227/j.hjkx.202103245

环境科学
中国科学院生态环境研究中心

环境科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.913
ISSN：0250-3301
年,卷(期)：2021.42(11)
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