[Aplikasi Hiperspektral] Pemantauan Sianobakteria di Tasik Taihu Berdasarkan Satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao)

Pengenalan Latar Belakang

Teknologi penderiaan jauh satelit memainkan peranan penting dalam pemantauan kualiti air pedalaman, membolehkan pengambilan parameter kualiti air utama di kawasan yang luas, dengan agak cepat dan pada kos yang rendah. Walau bagaimanapun, pemantauan kualiti air pedalaman juga meletakkan permintaan yang tinggi terhadap teknologi penderiaan jauh satelit: badan air kecil memerlukan resolusi ruang yang tinggi; kualiti air yang berubah dengan pantas memerlukan resolusi temporal yang tinggi; dan ciri optik badan air yang kompleks dan berubah-ubah memerlukan resolusi spektrum yang tinggi. Oleh itu, data satelit yang serentak memenuhi resolusi ruang, temporal tinggi dan spektrum tinggi mempunyai kelebihan yang ketara dalam pemantauan air pedalaman.

Fikosianin (PC) ialah kopigmen biasa dalam cyanobacteria. Puncak penyerapannya tertumpu dalam julat kira-kira 620–650 nm, jadi akan terdapat kemurungan penyerapan setempat (atau pantulan yang agak rendah) dalam jalur ini.

Apabila terdapat komuniti sianobakteria yang banyak di permukaan air, Rrs(l) akan menjadi agak kecil dalam jalur penyerapan ini, dan biasanya terdapat sedikit atau tiada penyerapan pada kedua-dua belah jalur tersebut. Berdasarkan prinsip "kelemahan setempat" ini, kedalaman penyerapan boleh diukur dengan kaedah "ketinggian puncak/garis dasar", justeru berfungsi sebagai penunjuk kehadiran dan kepekatan PC.

Kaedah dan Prinsip

Data pantulan permukaan satelit sentinel-2 L2C dan Xiguang-1 05 (Tianxianpei) yang melintasi kawasan tersebut sekitar 18 Jun 2025 telah dipilih untuk pengiraan. Litupan awan adalah kurang daripada 10%, dan cuaca cerah sebelum dan selepas satelit melintasi kawasan tersebut.

Jadual 1. Parameter Satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei)

Jadual 2 Parameter jalur Sentinel-2

Indeks Fikosianin (PCI)

Jalur hiperspektral optimum ialah 620–650 nm. Interpolasi linear dilakukan antara 600 nm dan 650 nm sebagai garis dasar. Perbezaan antara nilai garis dasar ini pada 620 nm dan Rrs(620) sebenar kemudiannya digunakan sebagai PCI. Apabila perbezaannya negatif (penyerapan), nilai mutlak atau tanda yang bertentangan biasanya diambil untuk menyatakan "keamatan penyerapan".

Analisis Keputusan

Perbandingan ini menggunakan data daripada satelit Xiguang-1 05 (juga dikenali sebagai Tianxianpei) dan Sentinel-2. Keputusan perbandingan adalah seperti berikut:

Rajah 1. Imej komposit Sentinel-2 RGB 20250616

Rajah 2. Sintesis RGB bagi Xiguang No. 1 05 Star (Tianxianpeihao) 20250618

Rajah 3 Pengagihan PCI Sentinel-2 (20250616)

Rajah 4. Peta pengedaran PCI satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) 20250618

Perbandingan peta taburan di atas menunjukkan bahawa trend taburan ruang satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpei) dan Sentinel-2 PCI agak konsisten dan serupa secara keseluruhan. Wilayah barat Tasik Taihu mengalami perkembangan sianobakteria yang teruk, mungkin disebabkan oleh kepekatan sungai yang mengalir ke dalam tasik, membawa sejumlah besar nutrien yang menggalakkan pertumbuhan alga, yang membawa kepada perkembangan sianobakteria dan peningkatan kepekatan klorofil a. Wilayah tengah dan timur Tasik Taihu kurang terjejas, menghasilkan kualiti air yang lebih baik berbanding wilayah barat. Tumbuhan akuatik tumbuh di bahagian timur tasik, dan kepekatan klorofil a lebih rendah. Kawasan tasik tengah merupakan zon taburan perkembangan berskala besar; sebaik sahaja perkembangan berlaku pada musim panas, ia meliputi kawasan yang luas. Perkembangan jarang berlaku di kawasan tasik barat daya, dan hampir tiada perkembangan berlaku di timur Tasik Taihu, menunjukkan persekitaran yang lebih baik di timur Tasik Taihu. Terdapat beberapa perbezaan di kawasan tasik tengah, terutamanya disebabkan oleh variasi masa transit satelit; perkembangan sianobakteria musim panas di Tasik Taihu menunjukkan perbezaan temporal yang ketara.

Secara keseluruhan, indeks PCI satelit Xiguang-1 05 (Tianxianpeihao) mengekalkan tahap konsistensi dan kebolehgunaan yang tinggi dengan keputusan data Sentinel-2.