โกลบอล วิชั่น มีเดีย โฟกัส
บริษัทดังกล่าวได้รับการนำเสนอในรายการโทรทัศน์ CCTV รวม 15 ครั้ง และเข้าถึงผู้ชมรวมกว่า 50 ล้านคน ผ่านสื่อของพรรค สื่อส่วนกลาง และสื่อทางการท้องถิ่น
การตรวจสอบคลอโรฟิลล์เอในน้ำโดยใช้ดัชนีไฮเปอร์สเปกตรัมแบบใหม่
ภูมิหลังและบทนำ
คลอโรฟิลล์เอเป็นรงควัตถุสังเคราะห์แสงหลักในแพลงก์ตอนพืช และมักใช้เป็นตัวบ่งชี้มวลชีวภาพของแพลงก์ตอนพืช ความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เอ (Chla) เป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการประเมินระดับภาวะยูโทรฟิเคชันและการศึกษาวัฏจักรคาร์บอนในสิ่งแวดล้อมทางน้ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเก็บตัวอย่างน้ำผิวดินแบบดั้งเดิมที่สามารถวัดได้เพียงจุดจำกัด เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลสามารถให้ข้อมูลการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคลอโรฟิลล์เอได้ในวงกว้างกว่า
การสำรวจระยะไกลแบบไฮเปอร์สเปกตรัมมีศักยภาพสูงในการตรวจสอบคลอโรฟิลล์เอ (Chla) ในสภาพน้ำที่มีความซับซ้อนทางแสง อย่างไรก็ตาม ดัชนีไฮเปอร์สเปกตรัมที่มีอยู่มักถูกจำกัดด้วยการรบกวนจากพารามิเตอร์คุณภาพน้ำอื่นๆ การแก้ไขบรรยากาศที่ไม่สมบูรณ์ และการกระจายตัวของแถบสเปกตรัมเมื่อต้องจัดการกับแหล่งน้ำที่มีผลผลิตสูง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Yao และคณะได้เสนอดัชนีสเปกตรัมใหม่ คือ ดัชนีความกว้างของยอดการสะท้อนแสงขอบแดง (REPWI) ดัชนีนี้:
(1) ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากความละเอียดสเปกตรัมสูงของข้อมูลไฮเปอร์สเปกตรัมเพื่อลดการรบกวนของ TSM และ CDOM ในแหล่งน้ำที่มีความซับซ้อนทางแสง จึงทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากศักยภาพของยอดการสะท้อนขอบสีแดงได้อย่างเต็มที่
(2) ไม่ไวต่อความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการแก้ไขบรรยากาศที่ไม่สมบูรณ์
(3) ลดผลกระทบของช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างสเปกตรัมแบบไม่ต่อเนื่องให้น้อยที่สุด
วิธีการและหลักการ
กรณีศึกษาชิ้นนี้ใช้ภาพไฮเปอร์สเปกตรัมของบริเวณทะเลสาบไท่หูที่ถ่ายโดยดาวเทียมซีกวง-1 05 (เทียนเซียนเป่ย) เมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2568 เพื่อคำนวณดัชนีและวิเคราะห์คุณภาพน้ำของบริเวณทะเลสาบไท่หูโดยอิงจากผลลัพธ์ของดัชนี
ตารางที่ 1. ข้อมูลเบื้องต้น
ในกรณีนี้ การคำนวณดัชนีจะใช้ข้อมูลค่าการสะท้อนแสงระดับ L2C ที่ได้รับการแก้ไขทางบรรยากาศแล้ว ขั้นตอนการดำเนินการโดยละเอียดมีดังนี้:
1. การประมวลผลข้อมูลเบื้องต้น
(1) การปรับเรียบสเปกตรัม: ใน ENVI ข้อมูลการสะท้อนแสงของพื้นผิวจะถูกปรับเรียบโดยใช้อัลกอริทึม Savitzky-Golay (SG) ซึ่งช่วยลดสัญญาณรบกวนสเปกตรัมและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการคำนวณดัชนีความสัมพันธ์ขอบสีแดงในภายหลัง สามารถใช้ได้ทั้งตัวกรอง Savitzky-Golay จาก App Store ใน ENVI หรือเครื่องมือปรับเรียบสเปกตรัม THOR ในตัว เมื่อใช้ตัวกรอง Savitzky-Golay การตั้งค่าพารามิเตอร์มีดังนี้:
(2) การลงทะเบียนภาพ (ไม่บังคับ): การลงทะเบียนทางภูมิศาสตร์จะดำเนินการกับข้อมูลที่ประมวลผลแล้วโดยอิงจากแผนที่ฐาน การลงทะเบียนสามารถทำได้ใน ENVI, qgis หรือ arcgis แนะนำให้ใช้ Google Imagery เป็นแผนที่อ้างอิง
(3) หน้ากากแหล่งน้ำ: พื้นที่ทะเลสาบไท่หูถูกแยกออกโดยการปรับค่าดัชนีแหล่งน้ำให้เป็นมาตรฐานโดยใช้ค่าการสะท้อนแสงของพื้นผิว และเลือกเกณฑ์ที่เหมาะสมโดยอิงจากฮิสโตแกรมของผลการคำนวณ
(4) การคำนวณดัชนี: ดัชนีจะถูกคำนวณโดยใช้เครื่องมือ Band Math ใน ENVI ดัชนีที่คำนวณได้จะเป็นแรสเตอร์แบบหลายแบนด์หรือแบนด์เดียว สามารถส่งออกเป็นไฟล์ TIFF โดยใช้ New File Builder ใน ENVI แล้วนำไปวิเคราะห์ใน QGIS หรือ ArcGIS ได้
(5) การสกัดมาสก์บริเวณคลอโรฟิลล์: โดยใช้ดัชนีบางส่วนที่คำนวณได้ ดำเนินการสกัดมาสก์บริเวณคลอโรฟิลล์ในทะเลสาบไท่หูโดยใช้วิธีเกณฑ์คงที่
(6) การวิเคราะห์แบบครอบคลุมหลายดัชนี: การวิเคราะห์การกระจายของดัชนีต่างๆ โดยอ้างอิงจากความหมายทางกายภาพที่แสดงโดยดัชนีต่างๆ โดยอิงตามเวกเตอร์สถิติหรือดัชนีกริด
นอกจากนี้ ยังสามารถคำนวณดัชนีได้โดยตรงโดยใช้ภาพค่า DN ดั้งเดิม หรือโดยการรับข้อมูลการสะท้อนแสงหลังจากการปรับเทียบทางรังสีและการแก้ไขบรรยากาศเพื่อคำนวณดัชนี
การปรับเทียบค่ารังสี: การแก้ไขค่ารังสีจะดำเนินการกับข้อมูลค่า DN ดิบ โดยใช้สัมประสิทธิ์การปรับเทียบค่ารังสีที่ได้จากการวัดความสว่าง เพื่อให้ได้ข้อมูลความสว่างที่ปรากฏ สามารถทำได้โดยใช้เครื่องมือการปรับเทียบค่ารังสีใน ENVI
การแก้ไขความคลาดเคลื่อนของบรรยากาศ: การแก้ไขความคลาดเคลื่อนของบรรยากาศดำเนินการโดยใช้เครื่องมือแก้ไขความคลาดเคลื่อนของบรรยากาศโดยอิงตามแบบจำลอง 6S หรือ MODTRAN เพื่อให้ได้ข้อมูลการสะท้อนแสงพื้นผิว เช่น เครื่องมือแก้ไขความคลาดเคลื่อนของบรรยากาศ FLAASH ใน ENVI
2. การคำนวณดัชนีสเปกตรัม
(1) ฉันคือ:ขอบเขตของแหล่งน้ำถูกแยกออกมาโดยใช้วิธีดัชนีสเปกตรัม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดัชนีความแตกต่างของน้ำแบบนอร์มาไลซ์ (NDWI) ถูกคำนวณจากภาพสะท้อนแสงพื้นผิวที่ประมวลผลโดย FLASH จากนั้น กำหนดค่าเกณฑ์ตามฮิสโตแกรมของภาพ NDWI เพื่อทำการสกัดแหล่งน้ำให้เสร็จสมบูรณ์ สูตรการคำนวณมีดังนี้:
(2) การตอบสนอง:ตามแบบจำลองทางชีวแสง ยิ่งปริมาณคลอโรฟิลล์เอในน้ำสูงเท่าไร การดูดซับก็จะยิ่งแรงขึ้น (หุบการสะท้อนก็จะยิ่งลึกขึ้น) บริเวณ 670-680 นาโนเมตร ซึ่งจะทำให้จุดสูงสุดของการสะท้อนในบริเวณขอบสีแดง (ประมาณ 700 นาโนเมตร) เลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นและกว้างขึ้น
นิยามทางกายภาพของ REPWI: REPWI หมายถึงระยะทางความยาวคลื่นในแนวนอนที่ทอดยาวไปทางขวาจากความยาวคลื่นของจุดสะท้อนสีแดงคงที่ (678 นาโนเมตร) จนกระทั่งตัดกับด้านขวาของเส้นโค้งจุดสูงสุดของการสะท้อนที่ขอบสีแดง สูตรการคำนวณมีดังนี้:
ในล'ในความยาวคลื่น ณ จุดตัดด้านขวาถูกกำหนดโดยการประมาณค่าเชิงเส้น โดยสอดคล้องกับเงื่อนไข Rอาร์เอส(ล'ใน) = Rrs(678)。
การแสดงผลลัพธ์
รูปที่ 1. ภาพประกอบสีจริง Xiguang No. 1 05 (A Perfect Match) 20250618
ผลลัพธ์ต่อไปนี้ได้มาจากการดำเนินการสกัดแหล่งน้ำและการคำนวณดัชนีข้างต้นจากข้อมูลดาวเทียม Xiguang-1 05 (Tianxianpei):
รูปที่ 2 แผนที่แสดงการกระจายตัวของดัชนี REPWIXiguang No. 1 05 (A Perfect Match) 20250618
เพื่อวิเคราะห์ความเหมาะสมของดัชนี REPWI จึงได้ทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบกับดัชนีคลอโรฟิลล์แบบนอร์มาไลซ์ (NDCI) ซึ่งเป็นที่นิยมใช้มากกว่า การกระจายตัวของผลลัพธ์ดัชนีคลอโรฟิลล์แบบนอร์มาไลซ์ (NDCI) แสดงอยู่ในรูปด้านล่าง:
รูปที่ 3 การกระจายตัวของดัชนีคลอโรฟิลล์แบบนอร์มาไลซ์ (NDCI)Xiguang No. 1 05 (A Perfect Match) 20250618
การเปรียบเทียบแสดงให้เห็นถึงความสอดคล้องกันระหว่างดัชนี REPWI และ NDCI ในแง่ของแนวโน้มระดับมหภาค ทั้งสองดัชนีแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เอสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือและชายฝั่งของทะเลสาบไท่หู เมื่อเทียบกับส่วนกลางและตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งบ่งชี้ถึงความแตกต่างเชิงพื้นที่ที่ชัดเจนในเรื่องภาวะยูโทรฟิเคชัน โดยรวมแล้ว การแพร่กระจายของสาหร่ายมีความรุนแรงในบริเวณทางตะวันตกของทะเลสาบไท่หู โดยมีความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เอสูงขึ้นใกล้กับบริเวณที่มีการแพร่กระจายของสาหร่าย เนื่องจากทางตะวันตกของทะเลสาบไท่หูเป็นบริเวณที่แม่น้ำไหลลงสู่ทะเลสาบ นำสารอาหารจำนวนมากเข้ามาซึ่งส่งเสริมการเจริญเติบโตของสาหร่ายอย่างรวดเร็ว นำไปสู่การแพร่กระจายของไซยาโนแบคทีเรียและเพิ่มความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เอ บริเวณตอนกลางและตะวันออกของทะเลสาบไท่หูได้รับผลกระทบน้อยกว่า ส่งผลให้คุณภาพน้ำดีกว่าทางตะวันตกของทะเลสาบไท่หู พืชน้ำเจริญเติบโตในส่วนตะวันออกของทะเลสาบ และความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์เอต่ำกว่า ซึ่งเป็นการยืนยันถึงประสิทธิภาพของดัชนี REPWI ในการจับลักษณะการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคลอโรฟิลล์เอในแหล่งน้ำได้ดียิ่งขึ้น วิธีนี้จะช่วยให้ได้ข้อมูลสนับสนุนที่น่าเชื่อถือมากขึ้นสำหรับการตรวจสอบคุณภาพน้ำในอนาคตและการแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการแพร่กระจายของสาหร่าย