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多源卫星遥感数据监测巢湖蓝藻水华爆发研究

张东彦 尹勋 佘宝 丁玉婉 梁栋 黄林生 赵晋陵 郜允兵

张东彦, 尹勋, 佘宝, 丁玉婉, 梁栋, 黄林生, 赵晋陵, 郜允兵. 多源卫星遥感数据监测巢湖蓝藻水华爆发研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 726004-0726004(12). doi: 10.3788/IRLA201948.0726004
引用本文: 张东彦, 尹勋, 佘宝, 丁玉婉, 梁栋, 黄林生, 赵晋陵, 郜允兵. 多源卫星遥感数据监测巢湖蓝藻水华爆发研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 726004-0726004(12). doi: 10.3788/IRLA201948.0726004
Zhang Dongyan, Yin Xun, She Bao, Ding Yuwan, Liang Dong, Huang Linsheng, Zhao Jinling, Gao Yunbing. Using multi-source satellite imagery data to monitor cyanobacterial blooms of ChaohuLake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 726004-0726004(12). doi: 10.3788/IRLA201948.0726004
Citation: Zhang Dongyan, Yin Xun, She Bao, Ding Yuwan, Liang Dong, Huang Linsheng, Zhao Jinling, Gao Yunbing. Using multi-source satellite imagery data to monitor cyanobacterial blooms of ChaohuLake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 726004-0726004(12). doi: 10.3788/IRLA201948.0726004

多源卫星遥感数据监测巢湖蓝藻水华爆发研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0726004
基金项目: 

国家重点研发计划(2017YFD0801205,2016YFD0800904);国家自然科学基金(41771463,61672032)

详细信息
    作者简介:

    张东彦(1982-),男,副教授,博士,主要从事卫星遥感图像处理及应用方面的研究。Email:zhangdy@ahu.edu.cn

    通讯作者: 梁栋(1963-),男,教授,博士,主要从事模式识别、人工智能等应用方面的研究。Email:dliang@ahu.edu.cn
  • 中图分类号: TP79

Using multi-source satellite imagery data to monitor cyanobacterial blooms of ChaohuLake

  • 摘要: 湖泊蓝藻水华的精准动态监测,可为水利及环保部门评价污染水体的防治效果、优化和调整防治政策提供依据。论文以巢湖为研究对象,利用Landsat TM/OLI、HJ-1B CCD/IRS和NPP-VⅡRS三种不同空间分辨率的影像数据,通过归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)实现巢湖水域范围提取,利用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和浮游藻类指数(Floating Algae Index,FAI)提取2010~2014年共22景巢湖蓝藻的爆发区域。进一步的,对NDVI和FAI两种方法计算的蓝藻爆发区域进行对比分析,评价Landsat、HJ-1B以及VⅡRS三种影像数据对巢湖蓝藻水华空间和时间的监测效果及适用性,进而结合气象因素分析不同气象因子对蓝藻水华爆发的影响。研究结果表明:(1)相比NDVI指数,FAI指数(Landsat和HJ-1B数据为主,VⅡRS数据辅助)能降低薄云对蓝藻水华提取效果的影响,可提高蓝藻水华爆发区域、程度的识别能力;(2)气象因子中气温和日照时长加重了蓝藻水华爆发的严重程度,降水则对蓝藻水华的爆发起到一定的抑制作用。综上所述,论文引入VⅡRS卫星影像研究巢湖蓝藻水华爆发,利用FAI指数降低薄云对蓝藻水华爆发面积提取精度的影响,取得的研究结果可为基于多源卫星遥感数据的巢湖蓝藻水华动态监测系统开发提供重要的方法支持,有利于推进卫星遥感技术在安徽省河长制和湖长制中发挥重要作用。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-07
  • 修回日期:  2019-03-03
  • 刊出日期:  2019-07-25

多源卫星遥感数据监测巢湖蓝藻水华爆发研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0726004
    作者简介:

    张东彦(1982-),男,副教授,博士,主要从事卫星遥感图像处理及应用方面的研究。Email:zhangdy@ahu.edu.cn

    通讯作者: 梁栋(1963-),男,教授,博士,主要从事模式识别、人工智能等应用方面的研究。Email:dliang@ahu.edu.cn
基金项目:

国家重点研发计划(2017YFD0801205,2016YFD0800904);国家自然科学基金(41771463,61672032)

  • 中图分类号: TP79

摘要: 湖泊蓝藻水华的精准动态监测,可为水利及环保部门评价污染水体的防治效果、优化和调整防治政策提供依据。论文以巢湖为研究对象,利用Landsat TM/OLI、HJ-1B CCD/IRS和NPP-VⅡRS三种不同空间分辨率的影像数据,通过归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)实现巢湖水域范围提取,利用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和浮游藻类指数(Floating Algae Index,FAI)提取2010~2014年共22景巢湖蓝藻的爆发区域。进一步的,对NDVI和FAI两种方法计算的蓝藻爆发区域进行对比分析,评价Landsat、HJ-1B以及VⅡRS三种影像数据对巢湖蓝藻水华空间和时间的监测效果及适用性,进而结合气象因素分析不同气象因子对蓝藻水华爆发的影响。研究结果表明:(1)相比NDVI指数,FAI指数(Landsat和HJ-1B数据为主,VⅡRS数据辅助)能降低薄云对蓝藻水华提取效果的影响,可提高蓝藻水华爆发区域、程度的识别能力;(2)气象因子中气温和日照时长加重了蓝藻水华爆发的严重程度,降水则对蓝藻水华的爆发起到一定的抑制作用。综上所述,论文引入VⅡRS卫星影像研究巢湖蓝藻水华爆发,利用FAI指数降低薄云对蓝藻水华爆发面积提取精度的影响,取得的研究结果可为基于多源卫星遥感数据的巢湖蓝藻水华动态监测系统开发提供重要的方法支持,有利于推进卫星遥感技术在安徽省河长制和湖长制中发挥重要作用。

English Abstract

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