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FY3A/MERSI影像在太湖蓝藻监测中的应用 谢小萍 江苏省气象台，南京，210008 摘要 太湖位于我国经济发达的长江三角洲地区南缘，是我国第三大淡水湖，是集饮用、农灌、航运、旅游、 水产养殖和工业用水于一体的多功能水体，在流域工农业生产、人民生活等方面地位十分重要。蓝藻水华 是太湖蓝藻暴发的重要特征。大范围、长时间持续的蓝藻水华会对太湖水质、景观等产生影响，更严重影 响工业生产和人民生活。利用卫星遥感技术可以获取蓝藻水华范围、程度等信息，有效地监测湖泊中大范 围蓝藻水华的动态变化。 风云三号卫星是实现全球、全天候、三维、定量、多光谱遥感的我国第二代极轨气象卫星系列，风云 三号A星（FY3A）是该系列的首发星，于2008年5 月27日成功发射，已经投入业务试运行。FY3A搭载的 MERSI（Medium Resolution Spectral Imager，中分辨率光谱成象仪）的设计性能与 MODIS 相似，其数据 具有波段丰富、时间分辨率高等优点，为业务上进行太湖蓝藻监测提供了优质的数据源。本文利用黑暗像 元法对 MERSI 数据进行快速的大气校正，并对比分析大气前后的 NDVI 值。分析表明，大气校正前后 NDVI 的变化趋势基本上相同，但大气校正后的NDVI动态范围更大，大气校正在一定程度上有效地降低了大气对 遥感影像的影响，达到了增强信息的目的。使用ENVI对 MERSI数据进行大气校正方便快捷、可操作性强， 方便在业务中使用。根据分析藻类的光谱特性，将MERSI数据1、2、3 通道进行组合，建立蓝藻指数（CI）， CI的波段组合可以增强光谱信号，由于辐射亮度值直接敏感于吸收系数和后向散射系数，对于一定的藻类 浓度而言，这些量的变化可达到 2 倍以上，而光谱比值法实际上可以消除它的影响，还可以大大减少水体 反射率二向反射问题。在湖泊中悬浮物对光学性质也有较大影响，由于太湖区域相对不大，气溶胶变化不 大，因此蓝藻指数可以在一定程度上削弱定标、大气和太阳角影响，减小黄色物质和悬浮物的干扰，排除 水草的影响，从而把蓝藻的特性表现出来。最后，本文综合NDVI提取太湖蓝藻信息的有效性和蓝藻指数剔 除水草的优势，建立了一套基于MERSI数据的太湖蓝藻判识方法。 通过 2009 年 8 月 18 日基于 MERSI 数据的太湖蓝藻监测结果分析得出，将 NDVI 和 CI 相结合，能够有 效地获取蓝藻空间分布和强度信息，但对于蓝藻和水草的完全区分，还存在一定困难。 关键词：FY3A，MERSI，太湖，蓝藻 1 引言 太湖位于我国经济发达的长江三角洲地区南缘，是我国第三大淡水湖，是集饮用、农灌、 航运、旅游、水产养殖和工业用水于一体的多功能水体，在流域工农业生产、人民生活等方 面地位十分重要。蓝藻水华是太湖蓝藻暴发的重要特征。大范围、长时间持续的蓝藻水华会 对太湖水质、景观等产生影响，更严重影响工业生产和人民生活。如 2007 年 5-6 月，由于 太湖蓝藻暴发，无锡重要水源地贡湖南泉水厂取水口遭受严重污染，导致 100 多万人饮水困 难。因此，快速、全面掌握蓝藻分布信息，对于控制蓝藻水华、评价蓝藻生态环境风险、研 究蓝藻异常生长的原因以及建立水质的预警系统都非常重要[1]。 利用卫星遥感技术可以获取蓝藻水华范围、程度等信息，有效地监测湖泊中大范围蓝藻 水华的动态变化。国内外学者在蓝藻遥感监测方面做了大量的研究。杨顶田等分析了利用遥 感监测蓝藻的可行性，并对未来的研究趋势作了展望[2] [3] 。李旭文等 以 TM 数据源，利用卫 星遥感监测分析技术，提取了太湖梅梁湖区的藻类空间分布信息。胡雯等[4]建立了基于 FY-1C/AVHRR 数据的巢湖蓝藻叶绿素 a 含量遥感估算模型。Metsamaa. L 等[5]较为详细地研 究了波罗的海水中蓝藻的光谱特性，并对蓝藻的分布采用了 MODIS 数据进行了制图。MODIS 数据具有获取方便，波段丰富，时空分辨率较高等优点，是目前遥感监测蓝藻业务中重要数 据源。 风云三号卫星是实现全球、全天候、三维、定量、多光谱遥感的我国第二代极轨气象卫 星系列，风云三号 A 星（