Pemantauan penderiaan jauh kepekatan klorofil—asas penting untuk perlindungan dan pemulihan sumber air

Badan air pedalaman merupakan komponen penting dalam ekosistem semula jadi yang menjadi tumpuan manusia untuk terus hidup dan berkembang, memainkan peranan yang tidak tergantikan dalam bekalan air, kawalan kemarau dan banjir, pengangkutan dan navigasi, pengawalan iklim, menyediakan habitat untuk organisma, dan mengekalkan biodiversiti. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, di bawah pengaruh aktiviti manusia dan perubahan iklim, sumber air pedalaman, persekitaran air, dan ekosistem akuatik telah menghadapi pelbagai tahap masalah dan ancaman. Eutrofikasi dan perkembangan alga yang terhasil merupakan masalah pencemaran yang berleluasa di badan air pedalaman, dan keseimbangan keadaan stabil antara pembangunan kawasan tadahan dan penyelarasan ekologi telah mendapat perhatian secara beransur-ansur daripada jabatan berkaitan.

Pemantauan Kepekatan Klorofil Pengesanan Jauh

Pada masa ini, ramai sarjana di dalam dan luar negara sedang menggunakan data penderiaan jauh untuk memantau kepekatan klorofil a di sungai pedalaman, tasik besar, kawasan takungan dan badan air bandar kecil. Kaedah berasaskan penderiaan jauh untuk memantau kepekatan klorofil a di badan air pedalaman ini mempunyai kepentingan praktikal yang ketara untuk memperkukuh pengurusan persekitaran air tadahan, kawalan sumber pencemaran dan pembinaan tamadun ekologi.

Klorofil-a merupakan unsur teras untuk fotosintesis dalam sianobakteria, dan kandungannya agak stabil dalam plankton, menjadikannya mudah untuk ditulenkan dan dianalisis di bawah keadaan makmal.Mengukur kandungan klorofil a dalam badan air boleh memberikan penilaian awal tentang tahap eutrofikasi, sekali gus membolehkan pemahaman yang lebih baik tentang kualiti air.Oleh itu, pemantauan dinamik kepekatan klorofil a dalam badan air pedalaman dalam tempoh masa yang panjang merupakan prasyarat penting untuk perlindungan dan pemulihan sumber air daratan.

CAS Xiguang Aerospace - Penyongsangan Kepekatan Klorofil

Apabila cahaya matahari memasuki permukaan badan air pedalaman dari atmosfera, fenomena optik seperti pantulan, pembiasan dan penyerapan berlaku pada antara muka wap air. Ciri-ciri spektrum badan air yang akhirnya ditangkap oleh sensor terutamanya ditentukan oleh sifat optiknya sendiri, komposisi bahan dalam air, keadaan meteorologi dan sudut pengimejan sensor. Semasa proses cahaya matahari melalui medium atmosfera untuk sampai ke permukaan air, sebahagian kecil diserakkan oleh atmosfera, manakala sebahagian besarnya sampai ke permukaan air. Kebanyakan cahaya yang dihantar ke permukaan air dipantulkan dan bahagian yang selebihnya memasuki badan air.

Hubungan fungsian antara jalur cahaya nampak dan pantulan spektrum air dengan ketulenan tinggi adalah hampir linear. Apabila bahan lain terdapat dalam air tulen, lengkung pantulan air akan berubah.Sebagai bahan yang mempunyai kepekaan optik yang tinggi, klorofil a akan menunjukkan puncak atau lembah yang sepadan dalam lengkung spektrum air apabila kepekatannya berubah. Berdasarkan kajian spektrum ciri klorofil a, pemantauan songsangan dan ramalan kepekatan klorofil a dalam air dapat direalisasikan.  

CAS Xiguang Aerospace - Penyongsangan Kepekatan Klorofil

Imej di atas menunjukkan keputusan kepekatan klorofil a untuk Teluk Bohai yang diperoleh oleh Pasukan Aeroangkasa Xi'an dari Akademi Sains China melalui penyongsangan. Seperti yang dapat dilihat daripada imej,Kepekatan klorofil a berhampiran pantai adalah jauh lebih tinggi berbanding di perairan yang lebih jauh di luar pesisir.  

Pada masa ini, data yang digunakan untuk pemantauan penderiaan jauh kepekatan klorofil a di badan air pedalaman terutamanya berasal daripada sumber imej tradisional seperti imej multispektral dan hiperspektral. Berbanding dengan data multispektral tradisional, sensor hiperspektral mempunyai lebih banyak jalur, lebar jalur yang lebih sempit, dan resolusi spektrum yang dipertingkatkan dengan ketara, menjadikannya sumber data yang ideal untuk penyongsangan kualiti air pedalaman. Dengan peningkatan kematangan teori spektrum dan kaedah penyongsangan, imejan hiperspektral secara beransur-ansur semakin penting dan digunakan secara meluas dalam pemantauan penderiaan jauh kedudukan kualiti air pedalaman.