Penyongsangan kepekatan klorofil di Tasik Hongze
Gambaran Keseluruhan
Klorofil a ialah pigmen fotosintetik utama fitoplankton dan sering digunakan sebagai penunjuk biojisim fitoplankton, menjadikannya komponen penting dalam pengurusan persekitaran air. Kepekatan klorofil a (Chla) ialah penunjuk utama untuk menilai tahap eutrofikasi dalam badan air dan mengkaji kitaran karbon dalam persekitaran akuatik; pemerolehannya yang cepat dan tepat adalah penting untuk pengurusan ekologi tasik.
Kaedah tradisional untuk menilai status trofik tasik terutamanya bergantung pada persampelan dan analisis in-situ. Walau bagaimanapun, kaedah ini mudah terdedah kepada pengaruh cuaca dan persekitaran tempatan, dan proses persampelan dan pengujian memakan masa, intensif tenaga kerja, dan mahal, menjadikannya sukar untuk memantau eutrofikasi tasik pada skala spatiotemporal yang halus. Sebaliknya, teknologi penderiaan jauh menawarkan kelebihan seperti liputan yang luas, pemerolehan data yang cepat, dan masa pemprosesan yang singkat, mengatasi banyak kekurangan persampelan kualiti air tradisional. Oleh itu, ia telah digunakan secara meluas untuk pemantauan persekitaran air tasik dan ekologi akuatik.
data
Sumber data:
(1) Data titik persampelan: Dalam kajian ini, sejumlah 19 data titik persampelan yang sah telah dikumpulkan dan dianalisis. Titik data ini telah ditapis dengan ketat dan dikawal kualitinya untuk memastikan ketepatan dan kebolehpercayaan analisis seterusnya.
(2) Data penderiaan jauh: Produk standard Tahap-2A yang disediakan oleh instrumen multispektral Sentinel-2 (MSI) telah digunakan sebagai sumber data penderiaan jauh utama. Produk data ini merangkumi 10 jalur spektrum utama, termasuk jalur B1 hingga B9 dan jalur B8A, yang dapat menangkap ciri-ciri spektrum jasad air permukaan secara komprehensif. Semua data penderiaan jauh diperoleh dan diproses dengan cekap melalui platform Google Earth Engine.
Pemprosesan data:
(1) Pembersihan data: Pertama, keluarkan titik data dengan kepekatan klorofil a (Chl-a) kurang daripada atau sama dengan 0 dan nilai yang hilang untuk memastikan kesahan dan ketepatan data.
(2) Pengekstrakan badan air: Indeks Air Ternormalisasi (NDWI) digunakan, dan formula pengiraannya ialah (B3 - B8) / (B3 + B8). Topeng badan air dijana dengan menetapkan ambang lebih besar daripada 0.1, dengan itu mengekstrak kawasan badan air dengan tepat dan menghapuskan gangguan piksel bukan badan air.
(3) Pemprosesan pemadanan spatiotemporal: Secara spatial, nilai pantulan purata tetingkap piksel 3x3 di sekitar setiap titik persampelan diekstrak untuk mengurangkan kesan hingar aras piksel dan heterogeniti spatial; secara temporal, pemadanan tepat dilakukan berdasarkan tarikh persampelan sebenar untuk memastikan data penderiaan jauh dan data pemerhatian lapangan sangat konsisten dari segi masa, sekali gus meningkatkan ketepatan spatiotemporal analisis.
laluan teknikal

Rajah 1. Peta Jalan Teknologi
kaedah
Berdasarkan data sedia ada yang diukur dan data imejan satelit, kajian ini membandingkan pekali korelasi bagi jalur tunggal dan kombinasi jalur yang berbeza. Gabungan jalur dengan korelasi tertinggi digunakan sebagai pembolehubah bebas, dan parameter kualiti air kepekatan klorofil a digunakan sebagai pembolehubah bersandar. Model regresi statistik dibina untuk mendapatkan data kualiti air. Ketepatan model diuji menggunakan pekali penentuan R2 sebagai piawaian penilaian, dan model pengambilan akhir diperoleh.
Keputusan dan Analisis
Berdasarkan model penyongsangan di atas, peta taburan kepekatan klorofil a di dalam air Tasik Hongze di titik persampelan pada hari tersebut telah diperoleh:

Rajah 2.Kepekatan klorofil di Tasik Hongze (mg/L)
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, kepekatan keseluruhan klorofil a (Chl-a) di Tasik Hongze, yang diperoleh berdasarkan penyongsangan Sentinel-2, berada pada tahap trofik yang rendah, dengan kepekatan maksimum hanya 0.0145 mg/L. Ini selaras dengan ciri bermusim biojisim fitoplankton yang ditindas oleh suhu rendah dan cahaya lemah semasa musim sejuk. Secara spatial, corak heterogen yang berbeza muncul, dicirikan oleh corak taburan "kepekatan rendah di pusat tasik dan kepekatan tinggi di tepi": perairan terbuka di pusat tasik secara amnya mempamerkan kepekatan Chl-a yang rendah, menunjukkan air yang agak bersih; manakala di sepanjang pantai, terutamanya di muara sungai dan di teluk cetek berhampiran bandar berdekatan, tompok bernilai tinggi setempat muncul, menunjukkan aktiviti manusia yang kerap dan potensi kesan terhadap eutrofikasi. Secara keseluruhan, penyongsangan berlaku pada bulan Januari (musim sejuk), apabila suhu air Tasik Hongze rendah, yang menyekat kadar pertumbuhan alga secara keseluruhan. Akibatnya, kepekatan Chla di kawasan tasik utama berada pada tahap yang rendah sepanjang tahun. Walau bagaimanapun, garis pantai terjejas oleh pengaruh "sumber titik" input berasaskan darat, yang masih membentuk kawasan bernilai tinggi tempatan. Ini selaras dengan corak taburan bermusim kepekatan Chla di Tasik Hongze, yang "tinggi berhampiran pantai pada musim sejuk dan musim bunga dan rendah di kawasan teras".

