水环境参数定量遥感反演空间尺度误差分析

作     者：李建 田礼乔 陈晓玲 LI Jian;TIAN Liqiao;CHEN Xiaoling

作者机构：武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 

出 版 物：《测绘学报》 (Acta Geodaetica et Cartographica Sinica)

年 卷 期：2017年第46卷第4期

页      面：478-486页

核心收录：

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金(41571344 41331174 41071261) 测绘地理信息公益性行业科研专项项目(201512026) 湖北省自然科学基金面上项目(2016CFB244) 测绘遥感信息工程重点实验室开放基金(1501) 中央高校基本科研业务费专项资金(2042016kf0053) 中国博士后科学基金 高分辨率对地观测系统重大专项(41-Y20A31-9003-15/17) 地理国情监测国家测绘地理信息局重点实验室基金~~ 

主　　题：水环境 遥感反射率 空间尺度 多源数据 尺度误差 

摘      要：对地观测技术的快速发展为水环境定量遥感监测提供了多源遥感数据的有利支撑,然而多源数据空间尺度差异引起的遥感数据和定量产品的不一致性严重制约了水环境科学研究和业务化应用。针对多源遥感数据的空间尺度转换和尺度误差问题,本文提出一种模拟遥感成像过程点扩散函数(PSF)的多源遥感数据空间尺度转换方法。以高空间分辨率GF-1卫星16m遥感数据为基础,模拟了常用的内陆水环境监测卫星Landsat TM/ETM+/OLI(30m)、Terra/Aqua MODIS(250m、500m、1000m)数据,系统研究了高动态浑浊水体(以鄱阳湖悬浮颗粒物监测为例)多源定量遥感监测的空间尺度误差,并对比分析了常用的多源数据尺度转换方法(基于遥感反射率数据平均法和基于悬浮颗粒物产品平均法)的有效性。结果表明,基于点扩散函数的空间尺度转换方法与传统方法具有较高的相关性,基于遥感反射率数据平均法的水环境定量遥感产品的误差水平低于基于悬浮颗粒物产品平均法;相对于南海等相对平稳水体的低空间尺度误差水平(0.5%),在高动态浑浊的内陆或近岸水环境遥感监测中,由空间尺度变化引起的产品误差可达±5%左右。因此,在高精度水环境定量遥感发展应用的需求和多源多尺度遥感数据协同的背景下,本文研究对于提高多源遥感监测产品的一致性和应用能力具有重要理论和现实意义。