Global Vision медиа фокусы
Компания бейнебақылау камераларында барлығы 15 рет көрсетілді, ал оның партиялық БАҚ, орталық БАҚ және жергілікті ресми БАҚ арқылы таралуы 50 миллион адамға жетті.
Су хлорофилінің мониторингі жаңа гиперспектрлік индекске негізделген
Анықтамалық кіріспе
Хлорофилл a фитопланктондағы негізгі фотосинтетикалық пигмент болып табылады және көбінесе фитопланктон биомассасының индикаторы ретінде қолданылады. Хлорофилл a концентрациясы (Chla) эвтрофикация деңгейін бағалау және су ортасындағы көміртек циклін зерттеу үшін негізгі индикатор болып табылады. Тек шектеулі нүктелер санын өлшей алатын дәстүрлі жер үсті суларын іріктеу әдістерімен салыстырғанда, қашықтықтан зондтау технологиясы хлорофилл a үшін кеңістіктік таралу туралы кең ауқымды ақпарат бере алады.
Гиперспектрлік қашықтықтан зондтау оптикалық тұрғыдан күрделі су жағдайларында хлорофилл a (Chla) мониторингі үшін үлкен әлеуетке ие. Дегенмен, қолданыстағы гиперспектрлік индекстер су сапасының басқа параметрлерінің кедергілерімен, атмосфералық түзетудің жетілмегендігімен және өнімділігі жоғары су айдындарымен жұмыс істеген кезде спектрлік жолақтың дисперсиясымен оңай шектеледі. Мұны шешу үшін Яо және т.б. жаңа спектрлік индексті - Қызыл жиектің шағылысу шыңының ені индексін (REPWI) ұсынды. Бұл индекс:
(1) Оптикалық тұрғыдан күрделі су айдындарында TSM және CDOM интерференциясын азайту үшін гиперспектрлік деректердің жоғары спектрлік ажыратымдылығын толық пайдалану, осылайша қызыл жиек шағылысу шыңының әлеуетін толық пайдалану.
(2) Атмосфералық түзетудің жетілмеген процесі кезінде пайда болған белгісіздіктерге сезімтал емес
(3) Дискретті спектрлік іріктеу аралығының әсерін азайту
Әдістер мен қағидаттар
Бұл зерттеуде индекстік есептеулер жүргізу және индекс нәтижелеріне сүйене отырып, Тайху көлі аймағының су сапасын талдау үшін 2025 жылдың 18 маусымында Сигуан-1 05 спутнигі (Тяньсяньпей) түсірген Тайху көлі аймағының гиперспектрлік суреттері пайдаланылды.
1-кесте. Деректерге кіріспе
Бұл жағдайда индексті есептеу атмосфералық түзетілген L2C деңгейінің шағылысу деректерін пайдаланады. Нақты жұмыс істеу тәртібі келесідей:
1. Деректерді алдын ала өңдеу
(1) Спектрлік тегістеу: ENVI жүйесінде беттік шағылысу деректері Савицкий-Голай (SG) алгоритмін пайдаланып тегістеледі, бұл спектрлік шуды азайтады және кейінгі қызыл жиек корреляция индексі есептеулерінің сенімділігін арттырады. ENVI жүйесіндегі App Store дүкенінен алынған Савицкий-Голай сүзгісін немесе кіріктірілген THOR спектрлік тегістеу құралын пайдалануға болады. Савицкий-Голай сүзгісін пайдаланған кезде параметр параметрлері келесідей болады:
(2) Кескінді тіркеу (міндетті емес): Географиялық тіркеу негізгі картаға негізделген өңделген деректер бойынша жүзеге асырылады. Тіркеуді ENVI, qgis немесе arcgis бағдарламаларында жүргізуге болады. Анықтамалық карта ретінде Google Imagery ұсынылады.
(3) Су айдынының маскасы: Тайху көлінің ауданы су айдынының индексін беткі шағылысу санымен нормалау және есептеу нәтижелерінің гистограммасына негізделген тиісті шекті таңдау арқылы алынады.
(4) Индексті есептеу: Индекс ENVI бағдарламасындағы Band Math құралын пайдаланып есептеледі. Есептелген индекс көп жолақты немесе бір жолақты растр болып табылады. Оны ENVI бағдарламасындағы New File Builder көмегімен TIFF форматында экспорттауға, содан кейін QGIS немесе ArcGIS бағдарламасында талдауға болады.
(5) Хлорофилл аймағының маскасын алу: Есептелген ішінара индексті пайдаланып, Тайху көлінде хлорофилл аймағының маскасын алу белгіленген шекті әдісті қолдана отырып жүргізілді.
(6) Көп индексті кешенді талдау: Статистикалық векторға немесе тор индексіне сүйене отырып, әртүрлі индекстердің таралуы әртүрлі индекстермен көрсетілген физикалық мағынаға сілтеме жасау арқылы талданады.
Индексті бастапқы DN мәнінің кескіндерін пайдаланып немесе индексті есептеу үшін радиометриялық калибрлеуден және атмосфералық түзетуден кейін шағылысу деректерін алу арқылы тікелей есептеуге болады.
Радиометриялық калибрлеу: Көрінетін сәулелену деректерін алу үшін сәулеленумен қамтамасыз етілген радиометриялық калибрлеу коэффициенттерін пайдаланып, шикі DN мәнінің деректерінде радиометриялық түзету орындалады. Мұны ENVI бағдарламасындағы Радиометриялық калибрлеу құралын пайдаланып жасауға болады.
Атмосфералық түзету: Атмосфералық түзету ENVI бағдарламасындағы FLAASH атмосфералық түзету құралы сияқты беттік шағылысу деректерін алу үшін 6S немесе MODTRAN модельдеріне негізделген атмосфералық түзету құралдарын пайдалану арқылы жүзеге асырылады.
2. Спектрлік индексті есептеу
(1) МЕН:Су айдынының көлемі спектрлік индекс әдісін қолдану арқылы алынды. Нақтырақ айтқанда, қалыпты су айнымалысының индексі (NDWI) FLASH арқылы өңделген беттік шағылысу кескіні негізінде есептелді. Содан кейін, NDWI кескінінің гистограммасы негізінде су айдынын алуды аяқтау үшін шекті мән белгіленді. Есептеу формуласы келесідей:
(2) ЖАУАП:Биоптикалық модельге сәйкес, судағы хлорофиллдің мөлшері неғұрлым жоғары болса, оның сіңуі соғұрлым күшті болады (шағылысу алқабы соғұрлым терең болады), шамамен 670-680 нм, бұл қызыл жиек аймағындағы (шамамен 700 нм) шағылысу шыңының ұзын толқын ұзындықтарына қарай ығысуына және кеңеюіне әкеледі.
REPWI физикалық анықтамасы: Ол қызыл шағылысу алқабының бекітілген толқын ұзындығынан (678 нм) қызыл жиекті шағылысу шыңы қисығының оң жағымен қиылысқанға дейін көлденеңінен оңға қарай созылатын көлденең толқын ұзындығының қашықтығы ретінде анықталады. Есептеу формуласы келесідей:
ішінде,л'ішіндеОң жақ қиылысу нүктесіндегі толқын ұзындығы R шартын қанағаттандыратын сызықтық интерполяция арқылы анықталады.rs(l'ішінде) = Rrs(678).
Нәтижелерді көрсету
1-сурет. Шынайы түсті құрама кескін Сигуан № 1 05 (Мінсіз сәйкестік) 20250618
Сигуан-105 спутнигінің (Тяньсяньпей) деректері бойынша жоғарыда аталған су айдынын алу және индексті есептеу арқылы келесі нәтижелер алынды:
2-сурет. REPWI индексінің таралу картасыСигуан № 1 05 (Мінсіз сәйкестік) 20250618
REPWI индексінің қолданылуын талдау үшін жиі қолданылатын Нормалданған Хлорофилл индексімен (NDCI) салыстырмалы талдау жүргізілді. Нормалданған Хлорофилл индексі (NDCI) нәтижелерінің таралуы төмендегі суретте көрсетілген:
3-сурет. Қалыпқа келтірілген хлорофилл индексінің (NDCI) таралуыСигуан № 1 05 (Мінсіз сәйкестік) 20250618
Салыстыру REPWI және NDCI индекстерінің макроскопиялық үрдістер тұрғысынан сәйкестігін көрсетеді. Екеуі де Тайху көлінің солтүстік-батыс және жағалау аймақтарында орталық және оңтүстік-шығыс бөліктерімен салыстырғанда хлорофилл а концентрациясының айтарлықтай жоғары екенін көрсетеді, бұл эвтрофикацияның айқын кеңістіктік дифференциациясын көрсетеді. Жалпы алғанда, батыс Тайху көлі аймағында балдырлардың гүлденуі қатты байқалады, гүлдену орындарының жанында хлорофилл а концентрациясы жоғары. Себебі Тайху көлінің батыс бөлігі өзендер көлге құятын жер болып табылады, бұл балдырлардың қарқынды өсуіне ықпал ететін көп мөлшерде қоректік заттарды әкеледі, бұл цианобактериялық гүлденуге және хлорофилл а концентрациясының жоғарылауына әкеледі. Орталық және шығыс Тайху көлі аймақтары аз зардап шегеді, бұл батыс Тайху көліне қарағанда су сапасының жақсаруына әкеледі. Су өсімдіктері көлдің шығыс бөлігінде өседі, ал хлорофилл а концентрациясы төмен, бұл REPWI индексінің су айдындарындағы хлорофилл а кеңістіктік таралу сипаттамаларын анықтаудағы тиімділігін одан әрі растайды. Бұл кейіннен су сапасын бақылау және балдырлардың гүлденуін ерте ескерту үшін сенімді деректерді қамтамасыз етеді.