基于多源卫星数据的小型水体蓝藻水华联合监测——以天津于桥水库为例

作     者：房旭 段洪涛 曹志刚 沈明 葛小三 FANG Xu;DUAN Hongtao;CAO Zhigang;SHEN Ming;GE Xiaosan

作者机构：河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2018年第30卷第4期

页      面：967-978页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：江苏省杰出青年基金项目(BK20160049) 国家自然科学基金项目(41671358)联合资助 

主　　题：水体富营养化 蓝藻水华 高分辨率卫星数据 联合监测 于桥水库 

摘      要：近年来水体富营养化呈扩张趋势,蓝藻水华不仅在太湖等大型湖泊频发,水面面积较小的天津于桥水库等也形势严峻,亟需加强卫星遥感监测.但是,以往在太湖等业务化使用非常成功的MODIS等卫星数据(约500 m),由于空间分辨率较低,难以满足小型水体的监测要求;而Landsat-8等空间分辨率较高的卫星数据(30 m),通常重返周期较长,无法满足水华高频监测需求.本文以天津市于桥水库(面积约80 km2)为研究区,针对常用的卫星数据,从空间、时间、光谱范围和数据可获取性共4个方面,评价不同卫星数据蓝藻水华监测能力和算法,同时对不同卫星监测结果一致性进行评估.结果表明:(1)筛选出国产HJ-1A\B CCD、GF-1 WFV和美国Landsat-8 OLI这3种卫星波段合适,空间分辨率较高,适用于桥水库蓝藻水华监测,但考虑到其重返周期较长,建议多星联合观测;(2)各个卫星监测结果与卫星影像目视解译结果基本一致,均方根误差和相对误差均分别控制在0.78 km2和4.9%以内;(3)不同卫星监测结果一致性良好,一致性精度达到99.5%;(4)根据历史影像结果,发现于桥水库2016年水质开始呈富营养化,藻华现象在夏、秋两季最为严重.研究表明,针对小型水面水体蓝藻水华监测,利用较高分辨率数据联合监测,是一种有效的替代策略,今后可在更多小型水域推广.