利用Landsat 8 OLI进行汉江下游水体浊度反演

发布时间：2019-11-12 04:27

【摘要】：综合比较Landsat 8 OLI遥感影像与地面同步水质监测结果,发现Landsat 8的近红外波段与其他波段的组合和水体浊度具有较高的相关性,以此为基础运用OLI的第1、3、5波段组合建立了汉江中下游浊度的遥感反演数学模型。根据该模型生成了2013年4~11月共3幅汉江中下游浊度分布图,并进行了空间分析。精度验证表明,模型相对误差在15%左右,R~2=0.71,表明运用Landsat 8 OLI可有效地监测该区域水体浊度分布情况。
【图文】：

中圆点,样点,分布图,浊度

３幅Ｌａｎｄｓａｔ８ＯＬＩ遥感影像，，时相分别为２０１３－０４－２６、２０１３－０６－１３和２０１３－１１－２０，影像获取时天空非常晴朗，风力小于２级。研究区域位于汉江下游潜江－仙桃段，江面宽８００～１５００ｍ，长度约５０ｋｍ，可以满足影像分辨率条件。本文在卫星过境当天使用ＨＡＣＨ２１００Ｐ便携式浊度仪，根据仪器操作手册，在江面每隔２～３ｋｍ设立一个监测点进行采样监测，每时相设立２０个监测点，总共６０个监测数据。研究区域和采样信息见图１和表１。表１中，ＮＴＵ为散射浊度单位（ｎｅｐｈｅｌｏｍｅｔｒｉｃｔｕｒｂｉｄｉｔｙｕｎｉｔｓ），ＵＴＣ为世界协调时间（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｔｉｍｅ）。各采样点水体透明度均较低，所以不必考虑水底反射的影响。图１研究区域及样点分布图（图中圆点）Ｆｉｇ．１ＴｈｅＳｔｕｄｙＡｒｅａａｎｄＬｏｃａｔｉｏｎｏｆＳａｍｐｌｉｎｇＰｏｉｎｔｓ表１研究所用影像和实测浊度数据描述表Ｔａｂ．１ＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓａｎｄＩｎ－ｓｉｔｕＴｕｒｂｉｄｉｔｙＵｓｅｄｉｎｔｈｉｓＰａｐｅｒ浊度采样与卫星过境日期影像号卫星过境时间浊度采样时间浊度值范围／ＮＴＵ浊度平均值／ＮＴＵ２０１３－０４－２６ＬＣ８１２３０３９２０１３１１６ＬＧＮ０１０２：５８ＵＴＣ０２：４６ＵＴＣ～０５：３９ＵＴＣ２０．８～４９．７３２．３２０１３－０６－１３ＬＣ８１２３０３９２０１３１６４ＬＧＮ０００２：５８ＵＴＣ０１：５２ＵＴＣ～０５：０６ＵＴＣ３９．３～５４．４４

空间分布图,汉江下游,浊度

２基于ＯＬＩ第１、３、５波段反射率的浊度反演模型Ｆｉｇ．２ＳｃａｔｔｅｒＰｌｏｔａｎｄＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＴｕｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｔｈｅＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＦａｃｔｏｒｏｆＸＣｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｔＯＬＩＢａｎｄ１，３ａｎｄ５３监测实验与结果分析用上文得到的浊度反演模型计算表１所列的３个时像的汉江下游浊度空间，运用ＥＮＶＩ５．１和ＡＲＣＧＩＳ１０即可得到浊度的空间分布图（见图３）。图３３个时像的汉江下游浊度空间分布图Ｆｉｇ．３ＴｕｒｂｉｄｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＲｅｔｒｉｅｖｅｄｆｒｏｍＬａｎｄｓａｔ８ＯＬＩＩｍａｇｅｓ从图３中可以看出，同一时像的浊度分布空间差异较小，这与泥沙在河流中经过充分混合后的特征相符。通过比较不同的时像发现，２０１３－０６－１３的浊度整体水平最高，这是因为当时在研究区域潜江段的江面上进行泥沙挖掘作业的船只较多，在挖沙过程中，机械对水体的搅拌导致局部浊度偏高，而另外两时相的同步采样中江面泥沙挖掘作业偏少，使得水体整体透明度相对较好。对该模型得出的６０个点的反演值和实测值进行比较（见图４），可以看出，在变化的趋势上，两者非常接近，只是在个别数值上出现较大的误差。表３是运用该模型得出的反演值和验证数据的实测值之间的比较，可以看出，两者Ｒ２可达６４５

【相似文献】