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幸运28:基于MODIS影像的太湖水体总悬浮物浓度时空变化研究获进

基于MODIS影像的太湖水体总悬浮物浓度时空变化研究获进展

  研究表明,对于浅水浑浊湖泊,水柱中悬浮颗粒物(TSM)对光吸收和散射决定了真光层深度,并进一步决定了水生植被的空间分布。此外,TSM是水体重金属和营养盐的重要载体,决定着这些物质的迁移和转化。因此,TSM时空变化信息对于湖泊水体,特别是大型浅水湖泊光学、生物地球化学循环以及湖泊生态系统演化的研究具有重要意义。遥感技术自身的优势使其成为获取TSM时空变化强有力的工具。在国家杰出青年基金等项目联合资助下,中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究小组,在太湖水体TSM遥感估算构建及长期动态演化规律、成因方面取得新进展。相关成果发表在最新出版的《环境遥感》上(Remote 幸运28Sensing of Environment, 2015, 164: 43-56)。

  研究利用2003-2012年在太湖进行的多次广泛的生物光学调查,首先分析了TSM与漫衰减系数和透明度等相关光学参数的关系,深入剖析了TSM与水体光学特性之间的内在关系,明确了TSM在太湖光生态系统中的作用。开发了一种基于邻近植被暗目标的太湖MODIS数据大气校正方法,对2003-2013年共计11年(1109景影像)太湖水体MODIS影像数据大气校正,获取了该区域长时间序列遥感反射率数据产品。基于同步的影像数据和地面实测TSM数据,建立并校验了基于MODIS数据的太湖TSM遥感估算模型。基于此模型结合2003-2013年太湖MODIS大气校正产品获得太湖TSM分布的时空格局,发现太湖TSM存在高度时空异质性;冬春季太湖TSM显著高于夏秋季,中心开阔区域明显高于近岸和湖湾区。太湖这种TSM时空分布格局主要受湖泊地形、河流输入、风速以及植被分布的影响;研究发现TSM与扰动指数、风速存在显著相关。湖泊地形是先决条件,决定了扰动指数和风浪扰动强度,进而影响太湖水体TSM的时空格局,而外源河流输入和沉水植物分布叠加在湖泊地形上共同控制TSM分布的时空变化。

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模型构建与验证、TSM与风速的关系 

 

太湖TSM浓度月平均变化 


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