海水富營(yíng)養化是海洋水體中N、P等營(yíng)養鹽含量過(guò)多，導致水體中藻類(lèi)等生物過(guò)度繁殖，從而引發(fā)水體生態(tài)系統的失衡現象。
環(huán)境變化和水體富營(yíng)養化是當前許多湖泊及水域面臨的嚴峻挑戰。為了及時(shí)發(fā)現湖泊水質(zhì)變化,水體監測是關(guān)鍵所在。遙感監測技術(shù)的發(fā)展為水體監測帶來(lái)了新機遇。遙感技術(shù)可以通過(guò)機載高光譜獲取大范圍的水體光譜信息，從而快速、準確了解水體的變化情況。遙感監測可以提高監測效率，減少人力和物力的投入，降低監測成本。
在山東半島南部膠州灣典型海水養殖區，學(xué)者們就利用高光譜遙感開(kāi)展了海水富營(yíng)養化的監測。
利用Resonon Pika L估算膠州灣富營(yíng)養化
由于土地利用的不斷變化、森林砍伐和化石燃料的燃燒，溫室氣體排放急劇增加，從而導致海洋富營(yíng)養化、洪水泛濫等嚴重的全球性挑戰。近年來(lái)，由于海產(chǎn)品消費的增加，海水養殖成為一個(gè)迅速擴大的全球市場(chǎng)。而不合理的養殖方式、過(guò)度的養殖生產(chǎn)，以及大量污染物直接排放到海洋養殖區中，會(huì )造成赤潮等其他災害。這些問(wèn)題會(huì )導致嚴重的環(huán)境污染、生態(tài)失衡和沿海水域富營(yíng)養化。為了從源頭上減少污染排放，阻止海水養殖水質(zhì)惡化，需要快速準確地了解海水養殖水質(zhì)參數濃度的時(shí)空特征、演變過(guò)程、影響因素等信息。隨著(zhù)遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步，高光譜遙感技術(shù)因其精度高、波段多、信息量大等優(yōu)點(diǎn)在遙感水質(zhì)監測中得到了廣泛的應用。而機載高光譜遙感具有空間分辨率高、時(shí)間分辨率高、圖像采集靈活等優(yōu)點(diǎn)，為區域水質(zhì)監測的應用提供了新的途徑。
膠州灣 - 機載高光譜遙感
基于此，在所附的文章中， 研究者們在山東半島南部膠州灣典型海水養殖區基于DJI M600Pro UAV+Resonon Pika L高光譜成像收集了高光譜圖像，選取海水水質(zhì)、葉綠素a濃度和總懸浮物（TSM）濃度等關(guān)鍵參數作為海水富營(yíng)養化指標。分析了各參數濃度與光譜反射率的相關(guān)性。并利用參數的最佳敏感波段建立了膠州灣海水高光譜反演模型（JZBZ）。
機載高光譜路線(xiàn)規劃和水樣采集
【結果】
海水采樣點(diǎn)的水光譜曲線(xiàn)
JZBN模型（a）和NSOAS模型（b）估計的TSM濃度值和實(shí)測值的比較，
JZBN模型（c）和NSOAS模型（d）估計的葉綠素a濃度值和實(shí)測值的比較
研究區（a）TSM（b）和葉綠素a（c）濃度的空間分布
【結論】
本研究表明了機載高光譜遙感技術(shù)確定膠州灣海域水質(zhì)參數濃度和空間分布的可行性。根據水體高光譜圖像的光譜特征和特征波段敏感性之間的關(guān)系，建立了膠州灣JZBM水質(zhì)反演模型。該模型對葉綠素a和TSM這兩種水質(zhì)參數的預測精度較高，Rp2值均大于0.7。通過(guò)室內試驗數據和研究區域野外調查，獲取了膠州灣葉綠素a濃度和TSM濃度的空間分布圖，可準確反映現狀，具有較高區域價(jià)值?？傊?，該研究提供了快速評估膠州灣富營(yíng)養化程度的有力工具。
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