水體環(huán)境對(duì)大型沉水植物反射光譜的影響.pdf

1、沉水植物的恢復(fù)是改善富營養(yǎng)化水體和重建水生生態(tài)系統(tǒng)的有效措施。應(yīng)用遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、大面積監(jiān)測(cè)沉水植物的分布和生長(zhǎng)情況。然而水體中的懸浮物、葉綠素a等物質(zhì)以及水體深度等影響沉水植物的光譜特征，直接影響了對(duì)湖泊、河流遙感影像中沉水植物的準(zhǔn)確解譯。 本研究探討了水體環(huán)境對(duì)沉水植物光譜反射率的影響，定量分析了水體環(huán)境因子與沉水植物光譜反射率之間的關(guān)系，目的在于修正水體環(huán)境條件對(duì)沉水植物反射光譜的影響。 本研究使用美國A

2、SD公司生產(chǎn)的FieldSpec<'TM> Pro JR便攜式地物光譜儀，在室外人工控制條件下，分別實(shí)測(cè)了不同水體懸浮物濃度、不同葉綠素a濃度和不同深度條件下的沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)群落的光譜反射率。不同水體環(huán)境條件下的沉水植物光譜反射曲線均具有陸生植被的反射光譜特征，在藍(lán)光波段和紅光波段具有吸收波谷，在綠光波段出現(xiàn)綠峰現(xiàn)象，而在近紅外波段出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，但沒有出現(xiàn)典型陸生植被光譜曲線的高原反射區(qū)特征。

3、在深度為30cm處的沉水植物近紅外波段的光譜反射率要比可見光部分要低，而當(dāng)沉水植物深度減小時(shí)，其光譜反射率可見光部分要小于近紅外部分，隨著深度的增加，沉水植物可見光波段的光譜反射率要大于近紅外波段。 本研究分析了水體環(huán)境條件對(duì)沉水植物反射光譜的影響，隨著水體懸浮物濃度和水體葉綠素a濃度的增加，沉水植物的光譜反射率增大，隨著沉水植物對(duì)于水面距離的減小，沉水植物的光譜反射率增大。由于沉水植物反射光譜在小于400nm和大于900nm

4、受干擾的影響較大，所以本研究選擇400～900nm波段范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)。通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，水體環(huán)境條件對(duì)沉水植物光譜反射率的影響均為多波段的。根據(jù)對(duì)電磁波區(qū)段劃分的4個(gè)波段范圍(藍(lán)光波段：430～470nm；綠光波段：500～560nm；紅光波段：620～760hm；近紅外波段：760～900nm)，分別建立水體懸浮物濃度、水體葉綠素a濃度以及水體深度與其自身光譜反射率的回歸方程，并分別得到了針對(duì)水體懸浮物、葉綠素a和深度影響沉水植物光

5、譜反射率的修正公式，以消除水體環(huán)境條件對(duì)沉水植物反射光譜的影響。 在研究修正單一環(huán)境因子對(duì)沉水植物反射光譜影響的同時(shí)，也研究了水體中同時(shí)存在的多個(gè)環(huán)境因子對(duì)沉水植物反射光譜的影響，利用Matlab軟件得到了可以修正水體懸浮物和水體葉綠素a影響的綜合修正公式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)沉水植物反射光譜影響的水體環(huán)境綜合修正。 根據(jù)本項(xiàng)研究結(jié)果，對(duì)富含懸浮物、葉綠素a水體中沉水植物反射光譜進(jìn)行修正，可以消除水體中懸浮物、葉綠素a濃度對(duì)沉水