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河口近岸悬浮泥沙浓度及时空分布的卫星遥感研究

刘小丽  
【摘要】: 中分辨率成像光谱仪(Medium Resolution Imaging Spectrometer Instrument,MERIS)搭载在欧洲最大的一颗环境资源卫星ENVISAT上(2002年3月1日发射)主要用于海洋和海岸带的水色监测,是目前最有优势的水色传感器之一。本文提出了MERIS卫星数据的处理流程及利用MERIS数据反演长江河口水体表层悬浮泥沙浓度,提出了基于单波段、多波段的泥沙浓度反演模型,主要内容包括: (1)MERIS卫星数据预处理:几何校正及大气校正。本文采用基于辐射传输模型的MODTRAN程序对遥感影像进行处理,这样从大气层顶部辐亮度(TOA radiance)获得较为真实的遥感反射率数据。 (2)遥感反射率光谱分析:利用桶测光谱实验和野外实测数据计算不同泥沙浓度下遥感反射率。 (3)建立MERIS对应波段遥感反射率与泥沙浓度之间的单波段、多波段以及分段对数模型。 (4)利用建立的模型反演了不同时相下长江河口表层悬沙浓度分布情况,并根据已有实测数据对结果进行评估,得出采用单波段对数模型反演误差约50%,远低于MERIS二级标准产品误差;分析不同时相下长江河口悬沙浓度分布情况,得出长江河口表层悬沙浓度随径流量、潮情、风场有明显的变化。 (5)分析比较了MODIS和MERIS反演得到的悬浮泥沙浓度、MODIS地表反射率和MERIS从大气层顶部反演得到的反射率数据。通过分析发现,MODIS一级数据采用SeaDAS的OC3标准算法得到悬沙浓度值与实测值相比,低估了很多。因此利用MODIS二级地表反射率数据,采用论文中提出的对数反演模型来反演悬浮泥沙。最后得出MODIS地表反射率数据可以用于高浊度含沙水体的悬沙浓度反演,可作为MERIS水色卫星的辅助数据。


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