基于航空高光谱的囫囵淖尔水体浊度反演建模

基于航空高光谱的囫囵淖尔水体浊度反演建模姜倩１,２,３,４，曹引２，赵红莉２，蒋云钟２，毛文山１,２,３,４，朱彦儒１,２,３,４（１．兰州交通大学测绘与地理信息学院，兰州７３００７０；２．中国水利水电科学研究院水资源研究所，北京１０００３８；３．地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心，兰州７３００７０；４．甘肃省地理国情监测工程实验室，兰州７３００７０）

姜倩１,２,３,４，曹引２，赵红莉２，蒋云钟２，毛文山１,２,３,４，朱彦儒１,２,３,４

（１．兰州交通大学测绘与地理信息学院，兰州７３００７０；２．中国水利水电科学研究院水资源研究所，北京１０００３８；３．地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心，兰州７３００７０；４．甘肃省地理国情监测工程实验室，兰州７３００７０）

作者

姜倩（１９９３－），女（侗族），甘肃张掖人，主要从事水资源遥感研究。

通讯作者：

赵红莉 （１９７３－），女，安徽蚌埠人，教授级高级工程师，主要从事水文水资源、水利信息化及水资源遥感研究。

引用格式

姜倩，曹引，赵红莉，等．基于航空高光谱的囫囵淖尔水体浊度反演建模［Ｊ］．南水北调与水利科技（中英文），２０２０，１８（６）：１０１－１０９.

摘要

针对机载Ｈｅａｄｗａｌｌ高光谱成像仪对水质监测能力的验证，利用２０１８年９月１７日航空高光谱数据和１７个准同步实测水体浊度数据分别构建囫囵淖尔水体浊度波段比值反演模型、一阶微分反演模型和偏最小二乘反演模型，估算同日的囫囵淖尔水体浊度的空间分布。研究结果表明：利用机载Ｈｅａｄｗａｌｌ高光谱数据构建的３个浊度反演模型，验证均方根误差ＲＭＳＥ均小于验证样本浊度的极值差５.３ＮＴＵ，ＭＲＥ均小于１０％，机载Ｈｅａｄｗａｌｌ高光谱成像仪能够较好地观测水体浊度差异；在囫囵淖尔，基于Ｈｅａｄｗａｌｌ高光谱数据的偏最小二乘模型建模精度高于波段比值模型和一阶微分模型，决定系数Ｒ2 达到０.９５，综合误差ＣＥ为１.７４％，最适用于囫囵淖尔水体浊度的反演；２０１８年９月１７日囫囵淖尔东部水域浊度范围为２１.２～５４.４ＮＴＵ，呈现出北低南高的趋势，湖中心区域水体浊度较低，南部水域受水中藻类的影响，水体浊度较高。利用航空高光谱遥感影像实现了浊度的定量反演，为航空高光谱遥感数据用于水质参数反演提供借鉴。

关键词

航空高光谱；囫囵淖尔；浊度；偏最小二乘；遥感

基金项目

国家水体污染控制与治理科技重大专项（２０１７ＺＸ０７１０２－００１－００５）；国家重点研发计划（２０１７ＹＦＣ０４０５８０４；２０１７ＹＦＣ０４０５８０１）；兰州交通大学优秀平台支持（２０１８０６）；国家重大科学研究计划（２０１５ＣＢ９５３７００）；民用航天“十三五”技术预先研究项目（Ｙ７Ｄ００７００３８）

本期编辑：阿丹、海超、檬檬

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