青藏高原湖泊水色特征及与水体参数关系研究

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青藏高原湖泊水环境对区域与全球环境变化具有重要指示意义,湖泊水色是湖泊水环境的重要特征,遥感是湖泊水色研究不可或缺的手段。对青藏高原湖泊水环境遥感反演相关研究进行总结,发现青藏高原湖泊水环境遥感研究目前主要集中在对湖泊面积、水量、水位、温度、冰清等几个方面,而缺乏对已在其它地区广泛开展的湖泊水色及其反映的环境信息的研究。基于这种研究现状,本研究基于MODIS数据,对青藏高原地区湖泊水色进行较为全面的定量调查。借助实测湖泊水面光谱数据与准同步MODIS L1B产品进行对比,以验证遥感数据对青藏高原湖泊水色特征的反映能力。利用MOD09A1产品对该地区湖泊水色空间分布基本特征,及时间变化基本特征进行定量描述,同时借助实测水体参数数据,对青藏高原湖泊水色的影响因素进行相关分析,并选择与水色相关性较高的参数进行遥感反演。  研究结果表明,湖泊实测光谱数据与准同步MODIS遥感数据波段反射率之间的对应关系较好,即可以利用MODIS数据对青藏高原湖泊水色进行定量描述;青藏高原地区不同湖泊之间水色存在明显差异,且主要表现在从深蓝到浅绿的区别;湖泊水色在季节上存在明显的波动,在年际变化上也表现出明显的差异。实测水体参数与湖泊水色的相关分析表明,青藏高原湖泊水色与湖泊水体透明度之间的相关性最高,同时与深度、电导率、DO、TDS、离子的相关性较高,而与叶绿素的相关性很低。通过MODIS B4波段幂函数反演模型,可以在较高精度范围内对青藏高原地区湖泊水体透明度进行遥感反演;基于此反演模型,对青藏高原湖泊透明度进行反演,显示青藏高原地区不同湖泊水体透明度差异显著。以当惹雍错为例,得到湖泊透明度时空变化序列,显示该湖透明度存在明显的季节波动和较为明显的年际变化。初步分析表明降水/融水季节的湖泊透明度与湖泊所在流域的降水率具有密切的关系。  本研究首次对青藏高原地区湖泊水色特征进行较为全面的定量调查,并借助湖泊实测水体参数对其影响因素进行分析,建立了湖泊水色与湖泊透明度之间较好的反演关系;体现了湖泊水色在区域环境与气候变化研究中的潜力,从而为利用遥感手段开展青藏高原地区湖泊水环境与气候变化研究拓展了新的思路。
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