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河门及海湾是近岸海洋环境生态敏感区,对河口的水环境监测也是海洋环境监测的重点,由于监测水质参数较多,常规用船监测成本比较高,而且时间上频次低,空间上站位少、时效性差。遥感监测则具有明显的时空优势,近年来,对河口水体水质反演研究成为热点。
本文以珠江口海域为研究区域开展了如下研究工作:
(1)现场水体光谱测量。用SD2000光谱仪现场测量珠江口lI类水体的反射率高光谱,同步采集表层-0.5m的水样,带回实验室分析。
(2)对光谱数据进行处理,光谱重采样等,计算水体的遥感反射率;对光谱进行一阶微分导数处理和归一化处理。
(3)分析水体反射率光谱的特征及同步采样的水质数据特征;分析水质参数与单个波段和多个波段组合比值的相关性,筛选出与水质参数相关性好的波段或波段比。
(4)基于统计回归方法建立光谱数据与水质参数之间的线性和非线性的拟合方程;并通过实测数据对回归模型的精度进行验证,选取适合珠江口水体的多个水质参数遥感反演模型。
取得的成果和结论:
(1)珠江口水体污染比较严重,特别是氨、无机氮、无机磷等营养盐的污染尤为严重,水体中重金属含量总体不高;珠江口水体水质总体属于劣于第四类海水水质标准;
(2)与遥感光谱相关系数在0.6以上的水质参数有:叶绿素a、化学需氧量、硝酸盐、氨氮、石油类、无机磷、总氮、硅酸盐、悬浮物、DDT、666、铜、溶解氧。
(3)利用单波段光谱或者波段比值通过统计分析,建立了7个水质参数的遥感估算模型,经过验证表明:叶绿索a反演模式的检验平均误差为36%:COD反演模式的枪验平均相对误差为25%;硝酸盐反演模式的检验平均误差在23%;硅酸盐反演模式的检验平均相对误筹为9%;666反演模式的检验平均相对误差59%;总氮反演模式的检验平均相对误差为20%;无机磷反演模式检验平均平均相对误差为52%。