高光谱的洪泽湖主要水质参数反演(3)_毕业论文

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高光谱的洪泽湖主要水质参数反演(3)

我国的近岸水体绝大部分属于二类水体,在二类水体中,表面法是目前唯一有效的方法[4]。

图1是水体信号来源于构成。

图1 水面以上水体信号构成(引自Kirk1994)

其水面以上的光谱辐亮度信号组成是:

        Lsw=Lw+rLsky+Lwc+Lg

其中Lsw是总信号,Lw是进入水体的光被水体散射回后进入观测仪器的信号,不含任何水体信息,r是气水界面反射率,Lwc是海面白帽的信息,Lg是水面波浪对太阳直射光的随机反射,不含任何水体信息。

离水辐射率Lw在天顶角0-40°范围内变化不大,所以为了避开太阳直射反射和船舶阴影对光场的破坏,在现场船舶上的观测几何最好按以下方式设定:

如图2所示:

图2 光谱仪水面以上观测几何

仪器观测平面与太阳入射平面的夹角90°≤Φv≤135°,仪器与海面发现方向的夹角30°≤θv≤45°[4,5]。

光谱仪测量的水体光谱数据模型可表达为:

    Lsw=Lw+rLsky

由此可得离水辐亮度:

    Lw=Lsw-rLsky

2。2。2 水样的实验室分析方法

水样采集后放置阴凉处,避免阳光直射,0-4℃保存。

(1)悬浮物测定来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

    用0。45μm的滤膜对采集的水样进行抽滤后烘干得到不可虑悬浮物含量。

    悬浮物含量公式如下:

       C=(A-B)×106/V

其中C为水中悬浮物含量(mg/L),A为悬浮物+滤膜+称重瓶重量(g),B为滤膜+称重瓶重量(g),V为式样体积。

    将烘干后的带有悬浮物的滤膜用马弗炉进行煅烧,从而获得无机悬浮物含量。

总悬浮物-无机悬浮物即为有机悬浮含量。

(2)叶绿素a测定

以离心或过滤浓缩水样,用乙酸纤维滤膜对水样进行抽滤。将带有浮游植物的滤膜放入冰箱冷冻48h以上,加入乙醇进行萃取,定容,测量消光率、吸光率。

叶绿素a浓度计算公式:论文网

    Chla=27。91×V乙醇×[(E665-E750)-(A665-A750)]/V样品

    Chla=27。91×V乙醇/V样品×[(E665-E750)-(A665-A750)]

其中,Chla为叶绿素a浓度(mg/m3,μg/L),V乙醇是萃取液定容的体积(ml),V样品是过滤水样的体积(L)。

(3)总氮测定

将水样定容,加入碱性过硫酸钾后,进行消解,冷却静置后加入盐酸,纯水稀释。摇匀后进行检测。

总氮计算公式:

    P(总氮)=m/v

其中P(总氮)为总氮(以NO3-N计)的浓度(mg/L),m为从校准曲线上查的含氮量(μg),v为样品体积(ml)。

(4)总磷测定

用过硫酸钾消解后,加入抗坏血酸溶液、钼酸盐溶液。用分光光度计测定700nm的吸光度。

总磷计算公式:

    P(总磷)=m/v

其中P(总磷)为样品中总磷的含量(mg/L),m为样品测得含磷量(μg),v为测定用样品体积(ml)。

3  结果与分析

3。1洪泽湖水体光谱数据

根据测量遥感反射率方法,获得19个点在不同波段的遥感反射率光谱曲线如下图:

图3 洪泽湖实测光谱反射率曲线文献综述

3。2 水质参数与水体光谱比值和归一化指数的相关性

(1)Chla

叶绿素a是水中藻类中最丰富的色素,因此浮游藻类与光的作用主要表现在叶绿素对光的散射与吸收。在近红外波段内,当藻类浓度很高时,藻类细胞有机质会有较强的反射[6]。 (责任编辑:qin)