[Гиперспектрлік қолдану] Тайху көліндегі цианобактерияларды Сигуан-1 05 спутнигіне (Тяньсяньпэйхао) негізделген бақылау

Анықтамалық кіріспе

Спутниктік қашықтықтан зондтау технологиясы ішкі су сапасын бақылауда маңызды рөл атқарады, бұл үлкен аумақтағы су сапасының негізгі параметрлерін салыстырмалы түрде тез және арзан бағамен алуға мүмкіндік береді. Дегенмен, ішкі су сапасын бақылау спутниктік қашықтықтан зондтау технологиясына да жоғары талаптар қояды: шағын су айдындары жоғары кеңістіктік ажыратымдылықты қажет етеді; су сапасының тез өзгеруі жоғары уақыттық ажыратымдылықты қажет етеді; ал су айдындарының күрделі және айнымалы оптикалық сипаттамалары жоғары спектрлік ажыратымдылықты қажет етеді. Сондықтан, бір мезгілде жоғары кеңістіктік, жоғары уақыттық және жоғары спектрлік ажыратымдылыққа сәйкес келетін спутниктік деректер ішкі суларды бақылауда айтарлықтай артықшылықтарға ие.

Фикоцианин (ФЦ) цианобактерияларда кең таралған ко-пигмент болып табылады. Оның сіңірілу шыңы шамамен 620–650 нм диапазонында шоғырланған, сондықтан бұл диапазонда жергілікті сіңірілу депрессиясы (немесе салыстырмалы түрде төмен шағылысу) болады.

Су бетінде цианобактериялық қауымдастық мол болған кезде, бұл сіңіру жолағында Rrs(l) салыстырмалы түрде кішірек болады және әдетте жолақтың екі жағында да сіңіру аз немесе мүлдем болмайды. «Жергілікті депрессия» қағидасына сүйене отырып, сіңіру тереңдігін «шың биіктігі/бастапқы сызық» әдісімен сандық анықтауға болады, осылайша PC болуы мен концентрациясының көрсеткіші ретінде қызмет етеді.

Әдістер мен қағидаттар

Есептеу үшін 2025 жылдың 18 маусымы шамасында аймақ үстінен өткен sentinel-2 L2C және Xiguang-1 05 спутнигінің (Tianxianpei) беткі шағылысу деректері таңдалды. Бұлттылық 10%-дан аз болды, ал спутниктер аймақ үстінен өткенге дейін және кейін ауа райы ашық болды.

Кесте 1. Xiguang-1 05 спутнигінің параметрлері (Тяньшянпэй)

2-кесте Sentinel-2 жолағының параметрлері

Фикоцианин индексі (PCI)

Оңтайлы гиперспектрлік жолақ 620–650 нм құрайды. Базалық сызық ретінде 600 нм мен 650 нм аралығында сызықтық интерполяция орындалады. Содан кейін 620 нм-дегі осы базалық мән мен нақты Rrs(620) арасындағы айырмашылық PCI ретінде пайдаланылады. Айырмашылық теріс болғанда (сіңіру), әдетте «сіңіру қарқындылығын» білдіру үшін абсолютті мән немесе қарама-қарсы белгі алынады.

Нәтижелерді талдау

Бұл салыстыруда Xiguang-1 05 спутнигінен (Tianxianpei деп те аталады) және Sentinel-2 деректері пайдаланылады. Салыстыру нәтижелері келесідей:

1-сурет. Sentinel-2 RGB құрама кескіні 20250616

2-сурет. Сигуан № 1 05 жұлдызының (Тяньсяньпейхао) 20250618 RGB синтезі

3-сурет Sentinel-2 PCI дистрибуциясы (20250616)

Сурет 4. Xiguang-1 05 спутнигінің PCI тарату картасы (Тяньшяньпей) 20250618

Жоғарыда келтірілген таралу карталарын салыстыру Xiguang-1 05 спутнигінің (Tianxianpei) және Sentinel-2 PCI кеңістіктік таралу үрдістерінің жалпы алғанда біркелкі және ұқсас екенін көрсетеді. Батыс Тайху көлі аймағында цианобактериялық гүлдену байқалады, бұл көлге құятын өзендердің шоғырлануына байланысты болуы мүмкін, бұл балдырлардың өсуіне ықпал ететін көп мөлшерде қоректік заттарды әкеледі, бұл цианобактериялық гүлденуге және хлорофилл A концентрациясының жоғарылауына әкеледі. Тайху көлінің орталық және шығыс аймақтары аз зардап шегеді, бұл батыс аймаққа қарағанда су сапасының жақсаруына әкеледі. Су өсімдіктері көлдің шығыс бөлігінде өседі, ал хлорофилл A концентрациясы төмен. Орталық көл аймағы - кең көлемді гүлдену аймағы; жазда гүлдену пайда болғаннан кейін, ол үлкен аумақты қамтиды. Оңтүстік-батыс көл аймағында гүлдену сирек кездеседі, ал шығыс Тайху көлінде гүлдену мүлдем болмайды, бұл шығыс Тайху көліндегі қоршаған ортаның жақсырақ екенін көрсетеді. Орталық көл аймағында кейбір айырмашылықтар бар, негізінен спутниктік транзит уақытының өзгеруіне байланысты; Тайху көліндегі жазғы цианобактериялық гүлдену айтарлықтай уақыттық айырмашылықтарды көрсетеді.

Жалпы алғанда, Xiguang-1 05 спутнигінің (Tianxianpeihao) PCI индексі Sentinel-2 деректер нәтижелерімен жоғары дәрежеде сәйкестік пен пайдалану ыңғайлылығын сақтайды.