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湖泊提供重要的生产生活用水,在维系生态安全方面发挥显著的价值。中国地理环境复杂多样,湖泊类型各异,不同湖区间的湖泊时空变化特征及驱动机制复杂。两次全国湖泊调查是国家尺度的湖泊变化监测的开创性工作,近年来伴随遥感数据源的海量积累和湖泊遥感提取方法的快速发展,大尺度湖泊水体变化遥感监测研究取得了长足的发展。然而,由于人工判读、湖泊类型判别依据和遥感数据源时相的差异,湖泊水体遥感提取结果及面积估算存在不同程度的出入。首先,本文总结了现有全国尺度湖泊监测研究的遥感数据源、方法和结果,分析了不同研究分析结果差异的可能原因。其次,本文基于1980s—2010s时段Landsat影像制图的湖泊水淹频率数据集的最大水域范围信息,提取并生成了全国湖泊新编目,以其作为该时段内湖泊判定和水体变化监测空间约束的统一参照,避免了因遥感数据时相与年际、年内湖泊水域范围波动对遥感提取结果及湖泊面积计算带来的差异。最后,本文从湖泊水淹范围频度的统计角度,初次提出了可体现湖泊面积年内与年际变化情况的统计指标——概率等效面积,用于监测和指示湖泊水域动态。结果表明,近30年来,中国有3741个最大水域范围大于1 km2的湖泊,总面积约93723 km2,其中青藏高原湖区的湖泊数量约占全国三分之一,总面积超过了全国的一半。全国湖泊总面积呈显著上升趋势,不同湖区的变化趋势差异明显:青藏高原湖区和新疆湖区湖泊面积显著上升,东部平原湖区、内蒙古高原湖区和云贵高原湖区显著下降,东北平原与山地湖区波动式变化、趋势不显著。研究结果总体表明中国湖泊水资源的时空不平衡状况在加剧。 相似文献
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2019-09-12成功发射的资源一号02D卫星(ZY-102D)搭载了新一代可见短波红外高光谱相机AHSI(Advanced Hyperspectral Imager),其丰富的细分波段和较高的空间分辨率在内陆湖库水质监测方面具有较大潜力,但数据可用性有待分析和验证。本研究以中国华东和华北平原的典型富营养湖库(太湖、于桥水库)和中营养湖库(小浪底水库)为研究区,开展基于ZY-102D高光谱影像的叶绿素a浓度反演研究。以3个研究区在46个采样点地面测量的叶绿素a浓度和同步获取影像的遥感反射率作为数据源,基于5种典型的叶绿素a半经验模型进行了模型参数优化和叶绿素a反演精度验证。结果表明,基于中心波长为705 nm和671 nm的波段比值模型叶绿素a反演精度最高,模型R2为0.78,平均无偏相对误差(AURE)和均方根误差(RMSE)分别为13.5%和4.5 mg/m3。研究表明,ZY-102D高光谱数据在内陆水体叶绿素a浓度高精度反演方面具有重要潜力,但未来需要通过多星组网提升监测能力,以及发展针对于ZY-102D水体图像的降噪和大气校正方法。 相似文献
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湖泊遥感作为一门新型交叉学科,是湖泊科学和遥感科学的重要分支。本文探讨了湖泊遥感科学的研究对象、内容和方法,通过梳理国内外总体研究进展,总结出湖泊遥感的5个发展趋势:(1)关注问题,从兴趣导向发展到问题导向;(2)观测手段,从地基遥感/中分辨率卫星发展到高分辨率/高光谱/无人机;(3)算法算力,从单机版经验/机理模型发展到云计算机器算法;(4)研究维度,从水体表层发展到垂向剖面;(5)研究区域,从单一/区域湖泊发展到国家/大洲/全球尺度。最后,指出了湖泊遥感学科未来的重点发展方向:(1)研制满足湖泊观测特点的静止卫星或小卫星集群;(2)发展湖泊水色遥感标准算法,建设全球湖泊卫星遥感监测网络;(3)加强全球变化背景下的湖泊盐度、温度和碳循环等遥感研究;(4)开展全流域统筹的湖泊天空地遥感监测和模拟研究。 相似文献
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藻蓝蛋白(PC),作为蓝藻的标志性色素,通常被用作进行蓝藻水华遥感监测的标志物。近年来,内陆水体水质恶化,富营养化加剧,藻华频发,PC遥感反演研究越来越受到关注。本文从PC光学特性、反演算法开发、卫星传感器应用等方面难点及干扰因素,综合梳理了过去30 a PC遥感反演研究的发展历程和趋势,以期理解国内外相关研究的新思路和新方法,掌握未来PC遥感反演发展研究的新动态,为水质和水资源的监管提供数据和理论基础。过去的30 a里,PC遥感反演研究发文量持续走高,并在算法上取得突破性进展,先后出现了很多经典算法,如波段比法、基线法、嵌套波段比法、生物光学模型、衍生算法和机器学习算法等,成功地分离出PC特征吸收波段(620 nm)的光谱信息,弱化了其他光学活性物质的影响,获得了较可靠的精度。另外,除高光谱航空/卫星影像数据(Hyperion、HICO)外,多光谱卫星遥感平台的PC遥感反演研究也日趋成熟,可选择的数据源种类较多,如Landsat系列、MODIS、MERIS、Sentinel-2 MSI、Sentinel-3 OLCI,其中MERIS和Sentinel-3 OLCI由于其辐射分辨率、空间分辨率和波段设置更适合用于PC遥感反演,在PC遥感反演中被广泛使用。由于PC光谱信号较弱,且易受叶绿素a、悬浮颗粒物等的干扰,想获得高精度的PC遥感估算,仍然是个挑战,未来PC遥感反演研究将向着PC测试方法的标椎化、算法精细化、时空格局大尺度化及PC遥感反演应用深入化等方面发展。 相似文献
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季节性冻结与消融的湖冰是气候变化的重要指示器。本文以兴凯湖为例,基于1979年—2019年的被动微波遥感数据获取了兴凯湖的冻融日期,用2000年—2019年的中等分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)数据进行了验证,并用气候数据分析了湖冰物候变化的原因。结果表明被动微波与MODIS遥感数据在湖冰物候提取方面具有较好的一致性,也即MODIS的验证结果表明用低频被动微波亮度温度数据获取湖冰物候的方法是可行的,结果也是可靠的。平均而言,兴凯湖湖冰每年11-13左右开始冻结,11-23左右完全冻结,湖冰冻结持续时间9.80 d;次年04-23左右湖冰开始消融,04-30左右湖冰完全消融,消融持续时间8.03 d;湖冰完全封冻时间150.50 d,湖冰覆盖时间168.03 d。过去41 a,兴凯湖开始冻结日期没有明显变化,完全冻结日期平均推后了0.19 d/a,开始消融日期和完全消融日期分别提前了0.16 d/a和0.13 d/a,湖泊完全封冻时间和湖冰覆盖时间分别缩短了12.71 d和2.87 d。湖冰冻结日期推后与风速增大密切相关,消融日期提前和湖冰持续时间缩短与气温升高显著相关。 相似文献
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