高光谱遥感在湖泊和海洋水质监测中的应用

20世纪70年代初期，遥感技术以快速性、周期性等特点成为监测湖泊、内陆河等水体的有效技术手段。遥感传感器光谱分辨率的进一步提高以及高光谱技术的日益成熟，必将推动遥感技术在水质监测中的深入应用，为水质监测从定性阶段向定量阶段发展提供有利的技术支持。

遥感水质监测技术具有高动态、低成本和宏观性等显著特点，在湖泊水质污染研究方面有着常规检测不可替代的优势。它既可以满足大范围水质监测的需要，也可以反映水质在空间和时间上的分布和变化情况，弥补了单一采用水面采样监测的不足，同时能够发现一些常规监测方法难以揭示的污染源的分布以及污染物的迁移特征和影响范围，为科学布设水面采样点提供依据。高光谱遥感技术由于精度高、波段多、信息量大等特点被广泛应用于遥感水质监测，大大提高了水质参数的估测精度。伴随着遥感技术的不断进步，水质监测已由定性描述转向定量分析，同时可监测的水质参数逐渐增加，反演精度也不断提高，在水资源的保护、规划和可持续发展方面发挥了重大作用。

国外在湖泊水质遥感监测方面的研究始于20世纪70年代末至80年代初，监测的指标主要包括悬浮颗粒物、透明度、叶绿素a、DOC、PA及一些综合污染指标等。我国的湖泊水质遥感监测始于20世纪90年代，主要以经验/半经验算法为主，使用TM / ETM展开遥感监测水质污染研究。利用实测光谱和模拟MERIS数据对太湖的悬浮物浓度进行了遥感定量模型的构建。利用CHRIS数据，在太湖开展了睡眠综合实验，建立了叶绿素浓度反演半经验模型并取得了较好的结果。基于光谱反射率与水质参数的相关分析,分别选择特征波长建立水质参数高光谱估测模型，结合修正营养状态指数，对鄱阳湖的富营养化程度进行监测和评估。利用环境减灾一号(HJ-1A)卫星高光谱遥感HSI数据监测巢湖水质，对遥感水质监测应用的实用性方面进行了评价。利用Hyperion高光谱遥感数据评价了太湖水体富营养化状况，并对比分析Hyperion和环境小卫星高光谱遥感数据监测太湖水质的反演精度，展示了星载高光谱技术在内陆水体水质监测中的应用潜力。