高光谱遥感技术在悬沙水体研究中应用.pdf

第 卷第 期 苏 州 科 技 学 院 学 报 自然 科 学 版 24 2 ( ) Vol.24No.2 年 月 JournalofUniversityofScienceandTechnologyofSuzhou(NaturalScience) 2007 6 Jun.2007 高光谱遥感技术在悬沙水体研究中的应用 1 1 2 陈 荣 张 鹰 王晶晶 , , (南京师范大学 地理科学学院,江苏 南京 ; 南京大学 国际地球系统科学研究所,江苏 南京 ) 1. 2100462. 210093 摘 要:水体中悬浮泥沙影响到水体的透明度和水色等光学性质,还密切关系到河口海岸冲淤变化过程。采用高光 谱遥感技术获得悬沙水体的反射光谱数据,同时从原理上来计算反射率。针对传统水体遥感测量的局限性,地物光 谱仪测量方式更加合理。选用地物光谱仪和光纤光谱仪进行研究,得到以下结论:随着悬沙浓度的增高,反射率也增 高,且发生反射的波段范围有所增大;离水面一定距离时测得的悬沙反射率的误差主要来自于天空光,近水面虽然 减少了天空光的部分影响,但光纤光谱仪较敏感,受水面波动的影响较大;到水面下光强变弱,利用光纤光谱仪可以 不受天空光影响直接获得水体反射率。 关键词:高光谱遥感;悬沙水体;地物光谱仪;光纤光谱仪 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ( ) TP75 A 1672-0687200702-0048-06 1 研究背景 随着对水环境问题的不断重视,对水体中泥沙定量化遥感信息的需求日益迫切。 遥感是现代科学研究中的先进技术之一,而高光谱遥感又是近年来发展起来的遥感前沿技术。遥感传 感器容易获取研究对象的多时相、多分辨率等资料信息。但它的应用具一定的局限性。 1.1 问题的由来 目前开展的很多水体光谱测量,是将仪器在船边垂直向下进行测量,然后把水体目标的测量值与标准 板的测量值的比值,作为所谓 “水体反射率 ”。这样的数据受船体、太阳直射反射的影响很大。不对天空光进 ρ 行测量,无法分离出离水辐射率和水表面反射性,计算出的 在定量化方面难以应用,主要应用于水体定性 ρ 判断。 [1～3] NASA海洋光学规范提出了水体光谱测量新规范,但该国际规范 仅有针对大洋一类水体的,而中国 沿岸的很多水体多属二类水体。 充分利用高光谱的多达几十个甚至上百个通道,获取丰富的水体信息,有可能对悬沙问题进行新的认 识。 1.2 研究进展 近年来,悬沙水体光谱特征相关研究课题比较多,有越来越多的科技人员投入到水体光谱测量与分析 中,但各自研究角度、重点有所不同,如唐军武[4] 等从剖面测量法和水表面以上测量方法的比较研究分析;研 [5] 究内容也有所不同 ,笔者研究利用高光谱遥感技术对悬沙水体进行光谱数据采集。选取地物光谱仪和光纤 光谱仪进行了对比试验。 2 高光谱遥感仪器简介 2.1 仪器概述 地物光谱仪和光纤光谱仪都是地面非成像光谱仪,可以在野外或实验室测量研究对象的光谱反射率