入海河口无机氮磷反演模型普适性探究

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遥感具有多尺度、多时相、覆盖面广、节省人力物力等特点,可快速反演大面积水体的整体水质状况,对其进行周期性监测与评价,成为水资源管理的热点。然而,由于光在水中传播时与各种不同物质相互作用的机理极其复杂,尤其是水中各种物质对光的吸收、后向散射大不相同,水质的遥感反演成为当前遥感应用领域的难点。  本次研究在重点综述国内外的水质遥感反演研究后,总结出具有代表性的射阳河口反演模型,将其应用于废黄河口和灌河口研究区进行普适性尝试探究,均得到了较高的精度和较好的普适性,验证了无机氮磷反演模型具有普适推广的可能性。直接地应用经典的,具有较好普适性的氮磷反演模型,可以更为有效、快速地进行河口海域的无机氮磷监测。  南京师范大学海洋信息技术实验室的许勇等基于MODIS影像在江苏射阳河口建立了DIN、DIP水质反演模型,并且所建模型精度较高,效果较好。为了能更为快速、有效地对江苏入海河口无机氮磷进行监测,故对其进行普适性探究,现将其尝试性地应用于江苏灌河口和废黄河口海域,得到以下结论:  (1)DIN反演模型的平均精度达到69%,其中精度达到60%以上的样地点数量为29个,占66%;DIP反演模型的平均精度达到71%,其中精度达到60%以上的样地点数量为33个,占75%;灌河口研究区DIN反演模型的平均精度达到65%,DIP反演模型的平均精度达到70%;废黄河口研究区DIN反演模型的平均精度达到72%,DIP反演模型的平均精度达到71%。本次研究结果在取得较高精度的同时,这也验证了存在具有普适推广性的无机氮磷反演模型。  (2)射阳河口反演模型总体上较为准确地反演出了氮磷浓度的高值和低值分布。而且,分别从夏冬春秋4个航次的实测值进行分析,射阳河口反演模型在研究区海域的普适性探究方面,并不受到季节因素的影响,具有较强的应用操作性。DIP反演模型比DIN反演模型,更能准确地表现出高值和低值的分布。  (3)将射阳河口氮磷反演模型应用于不同类型的河口,结果会出现一定的差异:本文所采用的氮磷反演模型是基于射阳河口所建立的,射阳河口属于有闸河口。而本文选择的研究区灌河口属于无闸河口,废黄河口属于有闸河口。从精度结果上可以看出,相似的河口环境会提高精度,而相异的环境因素则会给模型的精度带来一定的负影响。  (4)从射阳河口在废黄河口和灌河口研究区的应用结果来看,精度都比较高;这说明了,射阳河口反演模型在本次研究中取得了较实测值而言较高的吻合度。因此,射阳河口反演模型可以较广泛地进行推广,这一研究成果能够进一步推动快速、大范围地监测入海河口的氮磷浓度研究。  虽然射阳反演模型在使用上具有一定的地域局限性,但为快速、准确获取整体水质状况提供了可能,有利于周期性地对水质进行监测与评估,且不需要投入很多的人力、物力。因该方法简单有效,在水质反演中仍然具有重要地位。
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