Global Vision Media Focus
Компания в общей сложности 15 раз появлялась в эфире CCTV, а ее охват через партийные СМИ, центральные СМИ и местные официальные СМИ составил 50 миллионов человек.
Инверсия концентрации хлорофилла а в озере Хунцзе
Обзор
Хлорофилл а является основным фотосинтетическим пигментом фитопланктона и часто используется в качестве индикатора биомассы фитопланктона, что делает его важным компонентом управления водной средой. Концентрация хлорофилла а (Chla) является ключевым показателем для оценки степени эвтрофикации водоемов и изучения круговорота углерода в водных средах; ее быстрое и точное определение имеет решающее значение для экологического управления озерами.
Традиционные методы оценки трофического состояния озер в основном основаны на отборе проб и анализе на месте. Однако этот метод подвержен влиянию местных погодных и экологических факторов, а процесс отбора проб и анализа является трудоемким, затратным по времени и дорогостоящим, что затрудняет мониторинг эвтрофикации озер в мелкомасштабных пространственно-временных масштабах. В отличие от этого, технологии дистанционного зондирования предлагают такие преимущества, как широкий охват, быстрая регистрация данных и короткое время обработки, преодолевая многие недостатки традиционного отбора проб качества воды. Поэтому они широко применяются для мониторинга водной среды озер и водной экологии.
данные
Источник данных:
(1) Данные точек отбора проб: В данном исследовании были собраны и проанализированы данные из 19 действительных точек отбора проб. Эти точки данных были тщательно проверены и контролированы по качеству для обеспечения точности и надежности последующего анализа.
(2) Данные дистанционного зондирования: В качестве основного источника данных дистанционного зондирования использовался стандартный продукт уровня 2A, предоставляемый многоспектральным прибором Sentinel-2 (MSI). Этот продукт охватывает 10 ключевых спектральных диапазонов, включая диапазоны B1–B9 и диапазон B8A, что позволяет всесторонне зафиксировать спектральные характеристики поверхностных водоемов. Все данные дистанционного зондирования были эффективно получены и обработаны с помощью платформы Google Earth Engine.
Обработка данных:
(1) Очистка данных: Сначала удалите точки данных с концентрацией хлорофилла а (Chl-a) меньше или равной 0, а также пропущенные значения, чтобы обеспечить достоверность и точность данных.
(2) Извлечение водного объекта: применяется нормализованный индекс воды (NDWI), формула расчета: (B3 - B8) / (B3 + B8). Маска водного объекта создается путем установки порогового значения больше 0,1, что позволяет точно извлечь область водного объекта и устранить помехи от пикселей, не являющихся водными объектами.
(3) Пространственно-временная обработка сопоставления: В пространственном отношении извлекается среднее значение отражательной способности окна размером 3x3 пикселя вокруг каждой точки выборки для уменьшения влияния шума на уровне пикселей и пространственной неоднородности; во временном отношении выполняется точное сопоставление на основе фактической даты выборки, чтобы обеспечить высокую согласованность данных дистанционного зондирования и данных полевых наблюдений во времени, тем самым повышая пространственно-временную точность анализа.
технический маршрут
Рисунок 1. Дорожная карта развития технологий.
метод
На основе имеющихся измеренных данных и спутниковых снимков в данном исследовании сравниваются коэффициенты корреляции различных отдельных полос и комбинаций полос. Комбинация полос с наибольшей корреляцией используется в качестве независимой переменной, а параметр качества воды — концентрация хлорофилла а — в качестве зависимой переменной. Для получения данных о качестве воды построена статистическая регрессионная модель. Точность модели проверяется с использованием коэффициента детерминации R² в качестве критерия оценки, и получена окончательная модель получения данных.
Результаты и анализ
На основе вышеописанной инверсионной модели была получена карта распределения концентрации хлорофилла а в воде озера Хунцзе в точках отбора проб в тот день:
Рисунок 2.Концентрация хлорофилла а в озере Хунцзе (мг/л)
Как показано на рисунке, общая концентрация хлорофилла а (Chl-a) в озере Хунцзе, полученная на основе инверсии данных Sentinel-2, находится на низком трофическом уровне, достигая максимальной концентрации всего 0,0145 мг/л. Это соответствует сезонной характеристике биомассы фитопланктона, которая подавляется низкими температурами и слабым светом зимой. В пространственном отношении наблюдается отчетливая неоднородность, характеризующаяся распределением «низкой концентрации в центре озера и высокой концентрации по краям»: открытые воды в центре озера, как правило, демонстрируют низкие концентрации Chl-a, что указывает на относительно чистую воду; в то время как вдоль берега, особенно в устьях рек и в мелководных заливах вблизи близлежащих городов, появляются локализованные участки с высокими значениями, что указывает на частую антропогенную деятельность и потенциальное воздействие на эвтрофикацию. В целом, инверсия произошла в январе (зимой), когда температура воды в озере Хунцзе была низкой, что подавляло общую скорость роста водорослей. В результате концентрация хлорофилла а в основной части озера оставалась на низком уровне в течение всего года. Однако береговая линия подвергалась влиянию «точечного источника» — наземных выбросов, которые по-прежнему формировали локальные зоны с высокой концентрацией. Это согласуется с сезонным распределением концентрации хлорофилла а в озере Хунцзе, которое «высоко у берега зимой и весной и низко в центральной части».