乌梁素海沉水植物群落光谱特征及冠层水深影响分析

沉水植物对于改善富营养化水体和重建水生生态系统起着至关重要的作用.应用遥感技术可以实时、大面积监测沉水植物的分布和生长情况,而冠层水深直接影响沉水植物在湖泊、河流中的准确遥感解译.本研究基于实测光谱数据,分析了乌梁素海沉水植物光谱特征,并研究了冠层水深对乌梁素海沉水植物反射光谱的影响,建立了乌梁素海沉水植物冠层水深反演模型.结果表明:1)挺水植物在短波红外1662 nm和2223 nm附近分别有一个反射峰,这是挺水植物区别于沉水植物和漂浮藻类的重要波段;0深度沉水植物(WDC=0)与漂浮藻类的光谱反射率非常接近,但是在绿波段(550~690 nm)有明显差异,因此,可以利用绿波段和短波红外波段的光谱特征来区分挺水植物、沉水植物和漂浮藻类.2)沉水植物群落的光谱反射率随冠层水深的增加而降低,在700~900 nm波段范围内变化最为明显,且在700~735 nm波段附近,沉水植物群落光谱反射率与冠层水深呈显著负相关.3)在建立的单波段/波段比沉水植物冠层水深反演模型中,波段比反演模型要优于单波段反演模型,波段比反演模型的决定系数R2>0.70,均方根误差<13.70 cm,平均相对误差<28%,反演精度较好,适用于10~60 cm沉水植物冠层水深的反演.4)利用波段响应函数,将实测光谱反射率积分到Landsat-8 OLI波段上,建立OLI了冠层水深反演模型,其中,波段比幂函数模型反演效果最好,R2为0.49,均方根误差为18.17 cm,平均相对误差40.05%.可用于精确大气校正后乌梁素海沉水植物冠层水深的反演.

焦岗湖沉水植被对水体反射光谱的影响

针对沉水植被冠层对光学浅水区离水辐射信号影响不清楚的问题,以浅水湖泊焦岗湖为研究区,根据水面光谱实测资料探究了沉水植物菹草生长对湖泊光学浅水区水体反射光谱特征的影响。结果表明,草型与淤泥底质在可见光波段对水中光均具有吸收作用,但草型底质的吸收作用明显强于淤泥底质;在近红外波段,2种类型底质对水中光都具有一定的反射作用,而淤泥底质的反射作用要强于草型底质;对于同一种草型底质,随着植被盖度增加、冠层水下深度减小,沉水植被冠层对湖泊水体反射光谱的贡献度逐渐增加,其中0.65~0.75um、0.7~0.9um分别为水体反射光谱对冠层盖度、冠层水下深度的光学敏感波段。该研究可为提高湖泊水质参数反演精度、改进沉水植物信息提取方法提供科学参考。