叶绿素含量遥感监测实例
叶绿素含量遥感监测实例

3. 叶绿素含量遥感监测实例
根据表中不同浓度水体的fhigh值与浓度的对应关系,得到方程:
将SeaWiFS影像数据用光谱混合分析计算出每个像元的fhigh值, 用上式计算出每个像元的叶绿素浓度,得到台湾海峡叶绿素浓度分 布图,最大浓度为10.66μg/L,分布于台湾海峡南部大陆附近,最 小浓度为小于0.05μg/L,位于台湾岛东侧。由光谱混合分析得到的 叶绿素浓度分布与经验模型的计算结果类似,都是大陆沿岸叶绿素 浓度最大,离大陆越远,叶绿素浓度越小,台湾岛东侧叶绿素浓度 最小,只是浓度范围有所不同,由光谱混合分析所得结果的最小值 更小,最大值更大,但只是少数像元是极值,而绝大部分区域浓度 相差不大,都在1~5μg/L之间。
由于各水系消长的影响较复杂,海区叶绿素a分布很不均匀。受沿岸 水影响的海区北部叶绿素a含量高于受暖流水控制的南部海区,上层和表 层水中叶绿素a含量高于下层和低层,形成上高下低、西北部高东南部低 的分布趋势。
10月海区叶绿素a含量普遍较高,平均达2.16μg/L,为全年最高, 这与浮游植物的秋季生长高峰一致,但分布不均匀,呈明显的斑块状。
叶绿素含量遥感监测实例
3. 叶绿素含量遥感监测实例
用神经网络模型计算叶绿素浓度 神经网络模型结构——网络为多重前馈网络。为减少计算量,
确定模型为3层网络,下图表示的是本例所用的神经网结构,每一 个输人结点对应于一个SeaWiFS的一个波段的反射率。
从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L, 其中海峡中间大部分区域的叶绿素浓度在1~2μg/L之间,叶绿素浓 度小于1的区域只分布在大陆沿岸附近。
叶绿素含量遥感监测实例
历史统计资料
据历史统计资料,台湾海峡中北部叶绿素a含量周年变化峰期在秋春 季,低值在夏冬季,各层次浓度均在10月和4月出现高峰。
杉木叶绿素含量高光谱遥感模型研究

第 1 期 1
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
J u n l f e ta S u h U ie s y o o et o r a o n r l o t n v ri f r sr C t F y& T c n lg eh oo y
. V0 . 0 No 11 13
中 图 分 类 号 : 7 . ; 9 .7 S7 18 S7 12 文献标志码 : A 文 章 编 号 : 6 3 9 3 2 1 ) 10 o —5 17 — 2 X(0 0 1 —0 10
S ud n hy e - p c r lr du i g di e i n nd c a sfc to t y o p r s e t a e c n m nso s a l s i a i n i f r m a n s ut e n c nie o r e s c e o i o h r o f r us t e pe i s
21 0 0年 1 月 1
NO . 201 V 0
杉 木 叶 绿 素 含 量 高 光 谱 遥 感 模 型 研 究
林 辉 刘 , 璇。 臧 , 卓 王 四喜 ,
4 00 ; 10 4 (. 1 中南 林 业 科 技 大 学 林 业 遥 感 信 息 工程 研 究 中心 , 南 长 沙 湖
igH agf gi t eo ndfrsf m i H nnPoic s tdigojc, s gtei t m n o hn hl set m— n u n n q os t— e eta u a rv e u y et ui s e a a w o r n n as n b n h n r et f ad e pcr u d o e r(rm 35n 05n t f 2 m t 1 7 m)maeb S o p n ,U A.F n orgop a eecl c d tt a et e e o o d yA D cm ay S 0 yfu rusdt w r o et ,a h sm i , a l e e m
台湾海峡叶绿素浓度反演

武汉大学遥感信息工程学院 巫兆聪
叶绿素含量遥感监测实例
数据预处理
数据预处理主要指大气校正。 大气校正算法是为了消除大气的影响,并将原始影像的辐射亮 度数据转换成反射率,其结果是使得影像数据的每一个像元值都代 表一个反射光谱。。 本例使用平地校正法。 主要步骤是先选择一块地形平坦,光谱特征类似且光谱曲线也 较平坦的区域,并且选择的区域应是影像中亮度值较大的区域以避 免数据信噪比的降低。然后将每个波段的像元值除以这个波段平地 区的平均值。通过校正,得到遥感影像的反射率。
武汉大学遥感信息工程学院 巫兆聪
从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L, 其中海峡中间大部分区域的叶绿素浓度在1~2μg/L之间,叶绿素浓 度小于1的区域只分布在大陆沿岸附近。
大陆沿岸有小部分区域叶绿素浓度较大,为5μg/L以上,还有 一部分区域的计算结果为负值。
这是由于我国沿海属于高浓度泥沙含量的大陆架海水,含有大 量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量为主,由叶绿素 吸收和反射的特征波长的信息被淡化,使得用于计算的光谱特征值 与用于训练的典型实测光谱值有较大的差异,因此计算误差较大。
尽管SeaBAM数据是目前最全面的水体叶绿素遥感反射率数据, 它仍有一些不足,例如数据主要采集于中低叶绿素浓度的海区,没 有高叶绿素浓度的数据;一些数据测自水面,而大部分数据由水中 测量的值推断而来,将所有的辐射亮度值转换为水面遥感反射率; 一些测量数据用520nm和565nm波段的值代替510nm和555nm 波段的值,555nm波段的反射率由555nm波段的测值计算转换而 来,而510m波段的值直武汉接大学遥由感信5息2工程0学m院 巫波兆聪段的测值代替。
植物叶绿素含量遥感监测及其应用

植物叶绿素含量遥感监测及其应用随着遥感技术的发展,越来越多的自然资源可以通过卫星遥感获取,其中植物叶绿素含量是一项热门研究领域。
植物叶绿素含量是植物光合作用的一个重要指标,可以反映植物的健康状况和生长发育情况。
因此,植物叶绿素含量的遥感监测和应用已经成为生态环境、农业和林业等领域的研究热点。
一、植物叶绿素含量遥感监测方法植物叶绿素含量的遥感监测方法主要是通过卫星的遥感数据来反演。
这些数据包括多光谱遥感数据和高光谱遥感数据。
多光谱遥感数据一般包括绿色波段、红色波段和近红外波段等,可以用来计算植被指数(例如归一化植被指数)和反演叶绿素含量。
高光谱遥感数据包含更多的光谱波段,可以更准确地反演叶绿素含量。
通过这些遥感数据,研究人员可以计算出反射率光谱曲线。
在这个过程中,需要对光谱计算进行校正,包括大气校正、地表反射校正等。
然后,可以使用遥感反演算法来计算植物叶绿素含量。
遥感反演算法基于统计模型、机器学习等方法,可以将反演光谱曲线和实测植物叶绿素含量之间的关系建立起来,从而计算出遥感获取的叶绿素含量。
二、植物叶绿素含量遥感监测应用1. 生态环境监测植物叶绿素含量可以反映生态系统和环境的状态。
通过遥感监测叶绿素含量,可以对全球性的环境进程进行追踪和评估,例如气候变化对生态系统的影响、湿地环境的变化、水质的污染状况等等。
我们可以将不同区域的植物叶绿素含量进行比较,从而了解环境变化的影响。
2. 农业生产植物叶绿素含量也广泛应用于农业领域。
在作物生长过程中,叶绿素含量与作物的生长状态和健康情况密切相关。
通过遥感监测农田中的叶绿素含量,可以对作物的生长情况进行评估并及时采取调控措施,提高作物产量和质量。
3. 森林监测森林是地球系统中重要的碳汇,森林生态系统的变化对于全球气候的影响非常重要。
植物叶绿素含量的遥感监测在森林监测中也有广泛的应用。
通过遥感监测森林中不同树种的生长状况,可以及时发现森林病虫害和火灾等问题,并采取措施预防和解决。
《2024年岱海叶绿素a遥感反演模型及藻华监测研究》范文

《岱海叶绿素a遥感反演模型及藻华监测研究》篇一一、引言随着现代科技的飞速发展,遥感技术在水质监测、海洋生态保护等领域发挥着越来越重要的作用。
其中,叶绿素a作为水体中藻类生物量的重要指标,其浓度变化直接反映了水体的营养状况和生态环境的健康状况。
因此,准确快速地监测叶绿素a的浓度变化,对预防水体富营养化及藻华等环境问题具有重要意义。
岱海作为一个典型的内陆湖泊,其水质的监测和藻华的预警对于当地生态环境的保护至关重要。
本文将详细介绍岱海叶绿素a的遥感反演模型及其在藻华监测中的应用。
二、岱海叶绿素a遥感反演模型1. 遥感数据的选择与处理遥感数据的选择对于反演模型的准确性至关重要。
本文选取了卫星遥感数据,包括可见光、近红外和红边波段等数据。
在数据处理过程中,进行了大气校正、辐射定标等预处理工作,以消除大气、太阳高度角等因素对遥感数据的影响。
2. 叶绿素a遥感反演模型的建立基于遥感数据的特性,本文采用经验统计法和半分析法相结合的方法,建立了岱海叶绿素a的遥感反演模型。
该模型通过分析遥感数据与叶绿素a浓度的相关关系,建立了数学模型,实现了从遥感数据中提取叶绿素a浓度的目的。
三、模型验证与精度评估为了验证模型的准确性和可靠性,本文采用现场实测数据对模型进行了验证。
通过对比实测数据与模型反演结果,发现该模型具有较高的精度和可靠性,能够准确反映岱海叶绿素a的浓度变化。
四、藻华监测应用1. 藻华监测原理基于叶绿素a遥感反演模型,可以实时监测岱海的水质状况。
当叶绿素a浓度超过一定阈值时,表明水体可能出现富营养化及藻华等问题。
因此,通过监测叶绿素a的浓度变化,可以及时掌握岱海的藻华状况。
2. 藻华监测实践本文利用建立的遥感反演模型,对岱海进行了长期的藻华监测。
通过分析历史数据,发现岱海的藻华状况呈现出一定的季节性和周期性。
在富营养化严重的季节,及时采取措施控制污染源,有效减缓了藻华的发生。
五、结论本文建立了岱海叶绿素a的遥感反演模型,并对其在藻华监测中的应用进行了研究。
利用高光谱植被指数估测苹果树冠层叶绿素含量

谱, 观测 时确保整个冠 层在探 测范 围 内[ 4 ] ,每个 样本记 录 5
个光谱 , 以其平均值作为该样本 的光谱反射率 。
苹果叶面积指数 , 并在测定 的苹 果树冠 层外 围各 取 4 ~6片 健康 叶片 ,装人 保鲜袋 、封 口、编 号 , 置 于保鲜箱 带 回实验 室进 行室内化验分析 。 将新鲜 的苹 果 叶片剪成细 丝 , 避 开叶 脉, 混匀后称取 0 . 2 g , 用9 5 乙醇提取叶绿素 , 对提取液用 U V7 6 2紫外可见分光光度计 比色 ,分别测定 6 6 5 i r m( 叶绿素
苹果冠层高光谱反 射率 , 对原 始光谱 进行微分变换 ,与苹果 叶绿 素含量 进行 相关 分析确定 敏感 波段 , 通过分 析敏感 区域 4 0 0  ̄1 3 5 0 n m范 围内所有两 波段 组合的植被 指数 ,选择最 佳植被 指数并建 立苹果 冠层 叶绿 素 含量估测模型 。结果表明 :( 1 ) 苹果冠层 叶绿 素含量的敏感波段区域为 4 0 0 1 3 5 0 n m。( 2 ) 利 用筛选得 到的 植被指数 C C I ( D / D s 。 ) 构建 的估 测模型能较好 的估测 苹果冠层 叶绿素含量 。( 3 ) 以C C I ( Dr 。 / D 7 s 。 ) 指数 为
( 1 e a f c h l o r o p h y l l c o n t e n t ,L C C) 反映 单株 植 物 的生 长状 况 ,
1 实验部分
1 . 1 样 品
选择 山东省苹 果 主产 区之一 蒙 阴县 ,采 集 时间 为 2 0 1 2 年 6月 2 2日,为苹果叶片营养相对稳定 的春梢停止 生长期 ,
应用近地成像高光谱估算玉米叶绿素含量

应 用 近 地 成 像 高 光 谱 估 算 玉 米 叶 绿 素 含 量
张东 彦 ,刘镕 源 ,宋 晓 宇 ~ ,徐 新 刚 ,黄 文 江 ,朱 大 洲 ,王 纪 华 。
1 .浙江大学农业遥感与信息技术应用研究所 , 江 杭州 浙
2 .国家 农 业 信 息 化 工程 技 术 研 究 中心 , 京 10 9 北 007
谱 探 测 仪 器 ,如 H本 Miot 司 生 产 的 S A 5 2叶 绿 素 nl a公 P D-0
‘
的叶绿素含量进行反演 , 结果在大 田进 行验证 ,以期采用 将 这种方 法获得较高精度 的预测模型 , 为农业定 量遥感提供新
的研 究 手段 。
;美 尉 ( l o ) a ma公 研 制 的 手 持 式 冠 层 长 势 仪 G en— kh res
探 测 方 面 具有 较 大 的应 用 潜 力 。
关键 词
成 像 高光 谱 ; 被 指 数 ; 米 ;叶绿 素含 量 植 玉
文献标识码 : A D :1 . 9 4jis. 0 00 9 (0 10 —7 10 OI 0 3 6 /.sn 10 —53 2 1 )30 7 —5
中 图 分类 号 :S 2 17
题成 为研究 的热点 。基 于此 , 本研 究利用 高光谱 、高空 间分 辨率的 田问成像 光谱仪 获取 玉米植株影像 ,然后从影像 中精
确 提 取 不 同层 位 叶 片 的光 谱 反射 率 ,对 自然 生 长 环 境 下 玉米
物养分 、 水分含 量 的光谱参 量及 数据 库【 司。基 于作 物覆 盖 度 、养分 和水分光 谱探测原理 ,囤内外 已经研 制 丫相关 的光
谱仪进行成像高光谱采集 。
1 2 高光 谱 成 像 采 集 系统 .
滇池水体中叶绿素A含量的遥感定量模型_赵碧云

收稿日期:2000-10-30作者简介:第一作者赵碧云,男,1963年生,工程师滇池水体中叶绿素A 含量的遥感定量模型赵碧云,贺 彬,朱云燕,袁国林(云南省环境科学研究所,云南昆明650034)摘 要:本研究利用滇池1999年4月14日陆地卫星TM 数据与准同步全湖面监测资料,对滇池全湖水体叶绿素A 含量与不同波段遥感值的关系进行了关联度分析,并据此建立了TM 图像遥感叶绿素A 水质模型,该模型被成功地应用于滇池水体叶绿素A 的遥感动态监测。
关键词:叶绿素A;遥感;滇池中图分类号:X87 文献标识码:A 文章编号:1006-947X (2001)03-0001-03 滇池位于昆明城市南端,地处长江、红河、珠江三大水系分水岭地带。
滇池北部有一天然湖堤,将滇池分为外海及草海。
当水位在188615米(黄海高程)时,平均水深414米,水域面积2920平方公里。
由于昆明城市的建设,排入滇池的工业废水及生活污水增加,滇池水污染严重,水质日趋恶化。
六十年代为二类水体,七十年代为三类水体,七十年代后期开始,水质污染逐渐加重,特别是进入九十年代后,污染速度明显加快。
1991年滇池外海为四类水体,1995年恶化为五类水体,草海异常富营养化,导致蓝藻恶性滋生,每年夏秋季形成全湖性蓝藻水华暴发,浮藻大面积堆积,厚度达几十厘米,严重影响了滇池水体及旅游景观。
1999年,为使.99世博会成功举办,使滇池草海(包括外海北部水域)水体旅游景观明显改善,于当年4月实施了滇池蓝藻清除应急计划。
为清楚的了解滇池蓝藻全湖分布状况,达到实时、快速进行滇池叶绿素A 大规模监测的目的。
我们在1999年4月14日根据陆地卫星TM 数据与准同步全湖面监测资料,对滇池全湖水体叶绿素A 含量与不同波段遥感值的关系进行了关联度分析,并据此建立了TM 图像遥感叶绿素A 水质模型。
该模型被成功地应用于滇池水体的遥感定量分析中,并据此模型,利用ermapper 遥感软件及Arc -Info 地理信息系统软件制作了滇池水体蓝藻分布图。
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10月海区叶绿素a含量普遍较高,平均达2.16μg/L,为全年最高, 这与浮游植物的秋季生长高峰一致,但分布不均匀,呈明显的斑块状。
大陆沿岸有小部分区域叶绿素浓度较大,为5μg/L以上,还有 一部分区域的计算结果为负值。
这是由于我国沿海属于高浓度泥沙含量的大陆架海水,含有大 量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量为主,由叶绿素 吸收和反射的特征波长的信息被淡化,使得用于计算的光谱特征值 与用于训练的典型实测光谱值有较大的差异,因此计算误差较大。
叶绿素含量遥感监测实例
历史统计资料
据历史统计资料,台湾海峡中北部叶绿素a含量周年变化峰期在秋春 季,低值在夏冬季,各层次浓度均在10月和4月出现高峰。
秋季随东北季风增强,浙闽沿岸水影响范围逐渐扩大,海区营养盐 含量升高,NO3-N平均含量达4.28μmol/L,为海区秋季浮游植物生长和 繁殖提供了有利条件。叶绿素a含量达全年最高值,季平均含量达 1.67μg/L,变化范围在0.50~6.04μg/L之间。
叶绿素含量遥感监测
叶绿素含量遥感监测实例
本例使用1998年10月30日的SeaWiFS数据,采用经验模型、神 经网络模型和光谱混合分析三种方法计算台湾海峡叶绿素浓度。
叶绿素含量遥感监测实例
SeaWiFS数据特征 SeaWiFS是SeaStar携带的宽视场海洋水色扫描仪,有8个光谱
波段,经过带通滤波,1~6波段的带宽达到20nm,7、8波段的带 宽为40nm。下表列出了SeaWiFS的8个波段的中心波长及特殊用途。
3. 叶绿素含量遥感监测实例
根据表中不同浓度水体的fhigh值与浓度的对应关系,得到方程:
将SeaWiFS影像数据用光谱混合分析计算出每个像元的fhigh值, 用上式计算出每个像元的叶绿素浓度,得到台湾海峡叶绿素浓度分 布图,最大浓度为10.66μg/L,分布于台湾海峡南部大陆附近,最 小浓度为小于0.05μg/L,位于台湾岛东侧。由光谱混合分析得到的 叶绿素浓度分布与经验模型的计算结果类似,都是大陆沿岸叶绿素 浓度最大,离大陆越远,叶绿素浓度越小,台湾岛东侧叶绿素浓度 最小,只是浓度范围有所不同,由光谱混合分析所得结果的最小值 更小,最大值更大,但只是少数像元是极值,而绝大部分区域浓度 相差不大,都在1~5μg/L之间。
3. 叶绿素含量遥感监测实例
3. 叶绿素含量遥感监测实例
用光谱混合分析法计算叶绿素浓度
选用SeaBAM数据中的叶绿素最高浓度32.787μg/L和最低浓度 0.02μg/L作为光谱混合分析的终端组分,根据SeaBAM中不同叶 绿素浓度水体在5个可见光波段的反射率,分别计算不同叶绿素浓 度下高浓度组分的光谱特征在遥感反射率中所占的比例fhigh:
3. 叶绿素含量遥感监测实例
4. 叶绿素含量遥感监测的其它方法
对于遥感估算水体叶绿素浓度,国内外学者做了大量的研究, 建立了不少遥感数据与不同叶绿素浓度的水体光谱间的数学模型。
叶绿素含量遥感监测实例 用经验模型计算叶绿素浓度
采用SeaBAM推荐的二波段比值三次多项式模型计算:
式中,R=lg(R490/R555)。 下图为用经验模型计算所得台湾海峡叶绿素浓度分布图。其中 最大值为5.9μg/L,在大陆沿岸,最小值为0.布,离大陆越远, 浓度越低。 大陆沿岸和台湾岛西侧最大,在2~5μg/L之间,大部分浓度 在2~3μg/L之间。离大陆稍远,叶绿素浓度降到1~2μg/L之间, 离大陆更远以及台湾岛东侧,叶绿素浓度为1μg/L以下。
叶绿素含量遥感监测实例
3. 叶绿素含量遥感监测实例
用神经网络模型计算叶绿素浓度 神经网络模型结构——网络为多重前馈网络。为减少计算量,
确定模型为3层网络,下图表示的是本例所用的神经网结构,每一 个输人结点对应于一个SeaWiFS的一个波段的反射率。
从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L, 其中海峡中间大部分区域的叶绿素浓度在1~2μg/L之间,叶绿素浓 度小于1的区域只分布在大陆沿岸附近。
尽管SeaBAM数据是目前最全面的水体叶绿素遥感反射率数据, 它仍有一些不足,例如数据主要采集于中低叶绿素浓度的海区,没 有高叶绿素浓度的数据;一些数据测自水面,而大部分数据由水中 测量的值推断而来,将所有的辐射亮度值转换为水面遥感反射率; 一些测量数据用520nm和565nm波段的值代替510nm和555nm 波段的值,555nm波段的反射率由555nm波段的测值计算转换而 来,而510m波段的值直接由520m波段的测值代替。
表层至30m层含量分布相似,平均浓度为2.51μg/L。小于1.0μg/L 的低值区出现在海区南部中央和东北部局部范围,其余部分含量几乎都 大于2.5μg/L,最高含量区在闽江口附近,含量达6.0μg/L以上。
叶绿素含量遥感监测实例
数据预处理
数据预处理主要指大气校正。 大气校正算法是为了消除大气的影响,并将原始影像的辐射亮 度数据转换成反射率,其结果是使得影像数据的每一个像元值都代 表一个反射光谱。。 本例使用平地校正法。 主要步骤是先选择一块地形平坦,光谱特征类似且光谱曲线也 较平坦的区域,并且选择的区域应是影像中亮度值较大的区域以避 免数据信噪比的降低。然后将每个波段的像元值除以这个波段平地 区的平均值。通过校正,得到遥感影像的反射率。
叶绿素含量遥感监测实例
SeaBAM数据——实测样本 SeaBAM是NASA成立的一个工作组,主要任务是确定一种适
合SeaWiFS数据使用的全球叶绿素浓度算法。SeaBAM由全球非极 地地区站点所测的919个遥感反射率数据组成,包括叶绿素浓度范 围从0.019~32.79mg/m3,其中大部分为一类水体,约20个测自 海岸带二类水体。有两个测点的数据与其他数据不相容,相差太大, 所以被去掉,剩下917个数据。