藍(lán)藻水華水體在近紅外波段具有明顯的植物特征“陡坡效應(yīng)”,是衛(wèi)星監(jiān)測藍(lán)藻水華的主要依據(jù)。水生植物擁有與藍(lán)藻水華類似的光譜特征,在光學(xué)遙感影像上,基于近紅外陡坡效應(yīng)所研發(fā)的遙感監(jiān)測方法,無法實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻水華和水生植物的同步監(jiān)測。通常情況下,由于太湖水生植被主要分布在鎮(zhèn)湖灣、光福灣、胥口灣、東太湖等區(qū)域 ,區(qū)別于水華易發(fā)區(qū)(太湖西部和北部),太湖藍(lán)藻水華遙感監(jiān)測通常將東太湖水生植被區(qū)進(jìn)行掩膜處理,掩膜區(qū)不再考慮水華的發(fā)生。2012年以來,隨著太湖污染整治和生態(tài)修復(fù)措施的深入實(shí)施,太湖梅梁湖、貢湖以及南太湖等藻華易發(fā)區(qū)域,出現(xiàn)了大量的水生植物(以菹草、馬來眼子菜、荇菜為主),面積可達(dá)數(shù)十平方公里。傳統(tǒng)監(jiān)測方法會(huì)將水生植物誤判為藍(lán)藻水華,嚴(yán)重影響監(jiān)測精度;此外,為了減少大量水生植物對航運(yùn)帶來的不利影響,當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門會(huì)定期收割,造成水生植物區(qū)的人為性變化;再加上太湖主要優(yōu)勢水生植物具有不同的生活史,生長期差異顯著,水生植物的時(shí)空分布變化顯著。綜合上述因素,固定水生植物區(qū)的方式已無法適應(yīng)水生植物的時(shí)空變化情形和滿足藍(lán)藻水華遙感高精度監(jiān)測的要求。
中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所張玉超等基于藍(lán)藻水華和水生植被在藍(lán)光、綠光和近紅外波段的光譜差異,創(chuàng)新性提出藍(lán)藻水華與水生植被遙感辨別指數(shù)CMI(Cyanobacteria and Macrophytes Index),成功實(shí)現(xiàn)太湖藍(lán)藻水華、浮葉&挺水植被、沉水植被的MODIS衛(wèi)星同步監(jiān)測,監(jiān)測精度達(dá)86%。該方法可以有效實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)對藍(lán)藻水華和水生植被的分離和提取,為進(jìn)一步提高太湖藍(lán)藻水華預(yù)測預(yù)警精度提供了重要的技術(shù)支撐。
此研究工作近日在《遙感》(Remote Sensing)雜志上已經(jīng)公開發(fā)表。