1.一種富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
1)構(gòu)建分離含藻水體和含草水體的藻草指數(shù)(AGI);
其中,所述對分離含藻水體和含草水體的藻草指數(shù)(AGI)是指基于藍(lán)藻水華、沉水植物和浮葉/挺水植物光譜響應(yīng)特征,以藍(lán)光與短波近紅外波段為基線,選擇綠波段的差值表達(dá)形式,并以該指數(shù)作為含藻水體和含草水體遙感監(jiān)測基本指數(shù);其表達(dá)形式為:
式中,Rrc,λ為MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)經(jīng)過瑞利散射校正后獲得的中心為λ波段的水體遙感反射比;
2)構(gòu)建識別高渾濁水體的渾濁水體指數(shù)(TWI)以及區(qū)分沉水植被和浮葉/挺水植被的浮游藻類指數(shù)(FAI);
其中,識別高渾濁水體的渾濁水體指數(shù)(TWI)具體表達(dá)形式如下:
3)獲取AGI、TWI以及FAI指數(shù)的分類閾值;
基于歷史獲取的MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù),結(jié)合富營養(yǎng)化湖泊野外實(shí)測數(shù)據(jù),以統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,獲取分離含藻水體和含草水體的AGI閾值、識別高渾濁水體的TWI閾值以及區(qū)分沉水植物與浮葉/挺水植物的FAI閾值;
4)構(gòu)建基于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的藍(lán)藻水華和水生植被的遙感同步監(jiān)測方法;
基于前述閾值,采用分類決策樹實(shí)現(xiàn)對藍(lán)藻水華和水生植被進(jìn)行遙感同步監(jiān)測,在對多幅時(shí)間序列的衛(wèi)星影像處理后獲取富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的年際、月際變化規(guī)律及其空間分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述AGI、TWI和FAI指數(shù)建立在MODIS衛(wèi)星影像的輻射定標(biāo)、幾何糾正和大氣瑞利散射校正的基礎(chǔ)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟1)和步驟2)中,藍(lán)藻水華、沉水植物和浮葉/挺水植物光譜響應(yīng)特征來自于湖泊野外實(shí)測的光譜數(shù)據(jù)Rrs,采用的監(jiān)測儀器為美國ASD公司的FieldSpec FR 地面光譜監(jiān)測儀(350-2500nm)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟2)中區(qū)分沉水植被和浮葉/挺水植被的浮游藻類指數(shù)(FAI)具體表達(dá)形式如下:
。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟1)中,氣溶膠類型參照SeaDas的LUT的結(jié)果,氣溶膠厚度參照湖泊地區(qū)常年監(jiān)測結(jié)果范圍,衛(wèi)星觀測角則依據(jù)太陽、衛(wèi)星和湖泊的相對位置確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟1)至3)中,應(yīng)用于MODIS影像的波段是λBLUE=469nm,λGREEN=555nm,λRED=645nm,λNIR=859nm,λSWIR=1240nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富營養(yǎng)化湖泊藍(lán)藻水華和水生植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測方法,其特征在于,所述步驟4)中,在已知AGI、TWI和FAI分類閾值的前提下,分類決策樹流程具體如下:
(1)獲取MODIS Rrc數(shù)據(jù),逐像元計(jì)算AGI、TWI以及FAI指數(shù);
(2)采用TWI閾值識別高渾濁水體,排除高渾濁水體干擾;
(3)對排除高渾濁水體的Rrc數(shù)據(jù)用AGI閾值分離含藻水體和含草水體;
(4)對于含藻水體,利用FAI=-0.004識別藍(lán)藻水華和一般湖水;對于含草水體,利用FAI閾值區(qū)分一般湖水、沉水植物和浮葉/挺水植物;
根據(jù)前述流程,獲取全湖的藍(lán)藻水華、沉水植物與浮葉/挺水植物空間分布情況。