水华监测(一、藻类介绍)

利用遥感影像监测技术可以有效地检测和区分不同类型的藻类水华。然而,每种藻类的光学特性(如反射率、吸收特性)不同,因此遥感监测的效果也会有所差异。以下是关于如何通过遥感技术监测几种常见藻类的具体情况:

1. 蓝藻(蓝细菌)

微囊藻(Microcystis)、鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoria):这些蓝藻在可见光波段(尤其是蓝绿波段)有明显的吸收峰,在近红外波段反射率较低。遥感影像可以通过特定波段组合(例如543或432或者412)来增强它们的可见性,并使用专门设计的浮游藻类指数(如FAI - Floating Algae Index)进行量化分析。

2. 绿藻

衣藻(Chlamydomonas)、小球藻(Chlorella):绿藻在红光波段有较强的吸收特性,而在绿光波段则相对较高反射。虽然它们的光学特性与蓝藻有所不同,但仍然可以通过多光谱或高光谱遥感数据识别出来。某些情况下,可能需要结合地面实测数据来进行更精确的分类。

3. 金藻

裸甲藻(Dinobryon):金藻具有独特的色素组成,包括叶绿素a和β-胡萝卜素等,这使得它们在特定波长下表现出不同的反射特性。高光谱遥感能够捕捉到这些细微的变化,从而帮助识别金藻的存在。

4. 硅藻

直链藻(Melosira):硅藻含有丰富的硅质外壳,这会影响其光学性质。尽管如此,由于硅藻的种类繁多且形态各异,仅凭遥感影像难以单独区分具体的硅藻种类。不过,当硅藻形成大规模水华时,还是可以通过遥感技术监测到其存在。

5. 隐藻

隐藻属(Cryptomonas):隐藻具有特殊的色素成分,如隐藻素,这使它们在特定波段下的反射特性与众不同。高光谱遥感技术能够提供足够的光谱分辨率来识别这类藻类,尤其是在发生显著颜色变化的情况下。

结论:遥感影像监测藻类水华,主要针对蓝藻和绿藻;

主要技术:采用卫星遥感影像数据监测蓝藻水华主要是基于正常水体光谱与发生水华水体光谱的差异。蓝藻水华暴发时,藻类聚集在水体表面,因其对红光波段的强吸收导致产生的红光波段反射率较低,在近红外波段具有类似于植被光谱曲线特征的“反射峰平台效应”,近红外波段反射率较高。而正常水体对近红外波段有强烈的吸收作用,导致反射率较低。因此,通过计算植被指数可以区分水华和正常水体。

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