Fokus Media Visi Global
Perusahaan tersebut tampil di CCTV sebanyak 15 kali, dan jangkauannya melalui media Partai, media pusat, dan media resmi daerah mencapai total 50 juta orang.
Pemantauan klorofil a perairan berdasarkan indeks hiperspektral baru.
Pendahuluan Latar Belakang
Klorofil a adalah pigmen fotosintetik utama pada fitoplankton dan sering digunakan sebagai indikator biomassa fitoplankton. Konsentrasi klorofil a (Chla) merupakan indikator kunci untuk menilai tingkat eutrofikasi dan mempelajari siklus karbon di lingkungan perairan. Dibandingkan dengan metode pengambilan sampel air permukaan tradisional yang hanya dapat mengukur sejumlah titik terbatas, teknologi penginderaan jauh dapat memberikan informasi distribusi spasial yang lebih luas untuk klorofil a.
Penginderaan jauh hiperspektral memiliki potensi besar untuk memantau klorofil a (Chla) dalam kondisi air yang kompleks secara optik. Namun, indeks hiperspektral yang ada mudah dibatasi oleh interferensi dari parameter kualitas air lainnya, koreksi atmosfer yang tidak sempurna, dan dispersi pita spektral ketika berurusan dengan badan air dengan produktivitas tinggi. Untuk mengatasi hal ini, Yao dkk. mengusulkan indeks spektral baru—Indeks Lebar Puncak Reflektansi Tepi Merah (REPWI). Indeks ini:
(1) Memanfaatkan sepenuhnya resolusi spektral tinggi dari data hiperspektral untuk mengurangi interferensi TSM dan CDOM dalam badan air yang kompleks secara optik, sehingga memberikan manfaat penuh pada potensi puncak refleksi tepi merah.
(2) Tidak sensitif terhadap ketidakpastian yang muncul selama proses koreksi atmosfer yang tidak sempurna
(3) Meminimalkan dampak interval pengambilan sampel spektral diskrit
Metode dan Prinsip
Studi kasus ini menggunakan citra hiperspektral wilayah Danau Taihu yang diambil oleh satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) pada tanggal 18 Juni 2025, untuk melakukan perhitungan indeks dan menganalisis kualitas air wilayah Danau Taihu berdasarkan hasil indeks tersebut.
Tabel 1. Pengenalan Data
Dalam hal ini, perhitungan indeks menggunakan data reflektansi tingkat L2C yang telah dikoreksi secara atmosferik. Prosedur operasi spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Praproses Data
(1) Penghalusan Spektral: Di ENVI, data reflektansi permukaan dihaluskan menggunakan algoritma Savitzky-Golay (SG), yang mengurangi noise spektral dan meningkatkan keandalan perhitungan indeks korelasi tepi merah selanjutnya. Filter Savitzky-Golay dari App Store di ENVI atau alat Penghalusan Spektral THOR bawaan dapat digunakan. Saat menggunakan Filter Savitzky-Golay, pengaturan parameternya adalah sebagai berikut:
(2) Registrasi citra (opsional): Registrasi geografis dilakukan pada data yang diproses berdasarkan peta dasar. Registrasi dapat dilakukan di ENVI, qgis, atau arcgis. Citra Google direkomendasikan sebagai peta referensi.
(3) Masker badan air: Area Danau Taihu diekstraksi dengan menormalisasi indeks badan air dengan angka reflektansi permukaan dan memilih ambang batas yang sesuai berdasarkan histogram hasil perhitungan.
(4) Perhitungan indeks: Indeks dihitung menggunakan alat Band Math di ENVI. Indeks yang dihitung adalah raster multi-band atau single-band. Indeks tersebut dapat diekspor dalam format TIFF menggunakan New File Builder di ENVI dan kemudian dianalisis di QGIS atau ArcGIS.
(5) Ekstraksi masker wilayah klorofil: Dengan menggunakan indeks parsial yang dihitung, ekstraksi masker wilayah klorofil dilakukan di Danau Taihu menggunakan metode ambang batas tetap.
(6) Analisis komprehensif multi-indeks: Berdasarkan vektor statistik atau indeks grid, distribusi indeks yang berbeda dianalisis dengan mengacu pada makna fisik yang diwakili oleh indeks yang berbeda.
Indeks ini juga dapat dihitung secara langsung menggunakan citra nilai DN asli, atau dengan memperoleh data reflektansi setelah kalibrasi radiometrik dan koreksi atmosfer untuk perhitungan indeks.
Kalibrasi radiometrik: Koreksi radiometrik dilakukan pada data nilai DN mentah menggunakan koefisien kalibrasi radiometrik yang disediakan oleh radiansi untuk mendapatkan data radiansi tampak. Hal ini dapat dilakukan menggunakan alat Kalibrasi Radiometrik di ENVI.
Koreksi atmosfer: Koreksi atmosfer dilakukan menggunakan alat koreksi atmosfer berbasis model 6S atau MODTRAN untuk mendapatkan data reflektansi permukaan, seperti alat koreksi atmosfer FLAASH di ENVI.
2. Perhitungan indeks spektral
(1) SAYA:Luas badan air diekstraksi menggunakan metode indeks spektral. Secara spesifik, Normalized Difference Water Index (NDWI) dihitung berdasarkan citra reflektansi permukaan yang diproses oleh FLASH. Kemudian, berdasarkan histogram citra NDWI, ambang batas ditetapkan untuk menyelesaikan ekstraksi badan air. Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut:
(2) TANGGAPAN:Menurut model bio-optik, semakin tinggi kandungan klorofil a dalam air, semakin kuat penyerapannya (semakin dalam lembah refleksi) di dekat 670-680 nm, yang akan menyebabkan puncak refleksi di wilayah tepi merah (sekitar 700 nm) bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih panjang dan menjadi lebih lebar.
Definisi fisik REPWI: REPWI didefinisikan sebagai jarak panjang gelombang horizontal yang membentang secara horizontal ke kanan dari panjang gelombang lembah refleksi merah tetap (678 nm) hingga berpotongan dengan sisi kanan kurva puncak refleksi tepi merah. Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut:
di dalam，l'di dalamPanjang gelombang pada titik persilangan kanan ditentukan oleh interpolasi linier, yang memenuhi R.rs(l'di dalam) = Rrs(678)。
Tampilan Hasil
Gambar 1. Gambar komposit warna asli Xiguang No. 1 05 (Pasangan Sempurna) 20250618
Berikut ini adalah hasil yang diperoleh dengan melakukan ekstraksi badan air dan perhitungan indeks di atas pada data satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei):
Gambar 2. Peta distribusi indeks REPWIXiguang No. 1 05 (Pasangan Sempurna) 20250618
Untuk menganalisis penerapan indeks REPWI, dilakukan analisis komparatif dengan Indeks Klorofil Ternormalisasi (NDCI) yang lebih umum digunakan. Distribusi hasil Indeks Klorofil Ternormalisasi (NDCI) ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Gambar 3. Distribusi Indeks Klorofil Ternormalisasi (NDCI)Xiguang No. 1 05 (Pasangan Sempurna) 20250618
Perbandingan menunjukkan konsistensi antara indeks REPWI dan NDCI dalam hal tren makroskopis. Keduanya menunjukkan konsentrasi klorofil a yang secara signifikan lebih tinggi di wilayah barat laut dan pesisir Danau Taihu dibandingkan dengan bagian tengah dan tenggara, yang mengindikasikan diferensiasi spasial yang jelas dalam eutrofikasi. Secara keseluruhan, pertumbuhan alga sangat parah di wilayah barat Danau Taihu, dengan konsentrasi klorofil a yang lebih tinggi di dekat lokasi pertumbuhan alga. Hal ini karena bagian barat Danau Taihu merupakan tempat sungai mengalir ke danau, membawa sejumlah besar nutrisi yang mendorong pertumbuhan alga yang kuat, menyebabkan pertumbuhan sianobakteri dan peningkatan konsentrasi klorofil a. Wilayah tengah dan timur Danau Taihu kurang terpengaruh, sehingga kualitas airnya lebih baik daripada bagian barat Danau Taihu. Tumbuhan air tumbuh di bagian timur danau, dan konsentrasi klorofil a lebih rendah, yang semakin memvalidasi efektivitas indeks REPWI dalam menangkap karakteristik distribusi spasial klorofil a di badan air. Hal ini memberikan dukungan data yang lebih andal untuk pemantauan kualitas air dan peringatan dini pertumbuhan alga selanjutnya.