Klorofil konsantrasyonunun uzaktan algılama ile izlenmesi, su kaynaklarının korunması ve iyileştirilmesi için önemli bir temel oluşturmaktadır.

İç su kütleleri, insanlığın hayatta kalması ve gelişmesi için bağlı olduğu doğal ekosistemlerin önemli bir bileşenidir ve su temini, kuraklık ve sel kontrolü, ulaşım ve navigasyon, iklim düzenlemesi, organizmalar için yaşam alanı sağlama ve biyoçeşitliliğin korunmasında yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır. Son yıllarda, insan faaliyetleri ve iklim değişikliğinin etkisiyle, iç su kaynakları, su ortamı ve su ekosistemleri çeşitli derecelerde sorun ve tehditlerle karşı karşıya kalmıştır. Ötrofikasyon ve bunun sonucunda oluşan alg patlamaları, iç su kütlelerinde yaygın kirlilik sorunlarıdır ve havza gelişimi ile ekolojik koordinasyon arasındaki denge, ilgili departmanların giderek daha fazla dikkatini çekmektedir.

Klorofil Konsantrasyonu Uzaktan Algılama İzleme

Şu anda hem yurt içinde hem de yurt dışında çok sayıda bilim insanı, iç su yollarında, büyük göllerde, rezervuar alanlarında ve küçük kentsel su kütlelerinde klorofil a konsantrasyonlarını izlemek için uzaktan algılama verilerini kullanmaktadır. İç su kütlelerinde klorofil a konsantrasyonlarının izlenmesi için kullanılan bu uzaktan algılama tabanlı yöntem, havza su ortamı yönetimini güçlendirmek, kirlilik kaynağı kontrolünü sağlamak ve ekolojik medeniyet inşası için önemli pratik öneme sahiptir.

Klorofil-a, siyanobakterilerde fotosentez için temel bir elementtir ve planktondaki içeriği nispeten sabittir; bu da laboratuvar koşullarında saflaştırılmasını ve analiz edilmesini kolaylaştırır.Su kütlelerindeki klorofil a içeriğinin ölçülmesi, ötrofikasyon derecesinin ön değerlendirmesini sağlayarak su kalitesinin daha iyi anlaşılmasına olanak tanır.Bu nedenle, karasal su kaynaklarının korunması ve iyileştirilmesi için iç su kütlelerindeki klorofil a konsantrasyonunun uzun bir süre boyunca dinamik olarak izlenmesi önemli bir ön koşuldur.

CAS Xiguang Havacılık ve Uzay - Klorofil Konsantrasyonu Tersine Çevirme

Güneş ışığı atmosferden iç su kütlelerinin yüzeyine girdiğinde, su buharı arayüzünde yansıma, kırılma ve emilim gibi optik olaylar meydana gelir. Sensör tarafından nihayetinde yakalanan su kütlesinin spektral özellikleri, esas olarak kendi optik özelliklerine, sudaki maddelerin bileşimine, meteorolojik koşullara ve sensörün görüntüleme açısına bağlıdır. Güneş ışığının atmosferik ortamdan geçerek su yüzeyine ulaşma sürecinde, küçük bir kısmı atmosfer tarafından saçılırken, büyük bir kısmı su yüzeyine ulaşır. Su yüzeyine iletilen ışığın çoğu yansıtılır ve kalan kısmı su kütlesine girer.

Yüksek saflıktaki suyun görünür ışık bandı ile spektral yansıma arasındaki fonksiyonel ilişki neredeyse doğrusaldır. Saf suya başka maddeler eklendiğinde, suyun yansıma eğrisi değişir.Yüksek optik duyarlılığa sahip bir madde olan klorofil a, konsantrasyonu değiştiğinde suyun spektral eğrisinde karşılık gelen tepe veya çukurlar gösterecektir. Klorofil a'nın karakteristik spektrumunun incelenmesine dayanarak, sudaki klorofil a konsantrasyonunun tersine çevrilerek izlenmesi ve tahmin edilmesi mümkündür.  

CAS Xiguang Havacılık ve Uzay - Klorofil Konsantrasyonu Tersine Çevirme

Yukarıdaki görselde, Çin Bilimler Akademisi Xi'an Uzay Araştırma Ekibi tarafından tersine çevirme yöntemiyle elde edilen Bohai Körfezi'ne ait klorofil a konsantrasyonu sonuçları gösterilmektedir. Görselden de görülebileceği gibi,Kıyıya yakın sulardaki klorofil a konsantrasyonu, açık denizdeki sulara göre çok daha yüksektir.  

Günümüzde, iç su kütlelerindeki klorofil a konsantrasyonunun uzaktan algılama ile izlenmesinde kullanılan veriler, çoğunlukla çok spektrumlu ve hiper spektrumlu görüntüler gibi geleneksel görüntü kaynaklarından elde edilmektedir. Geleneksel çok spektrumlu verilerle karşılaştırıldığında, hiper spektrumlu sensörler daha fazla banda, daha dar bant genişliğine ve önemli ölçüde geliştirilmiş spektral çözünürlüğe sahiptir; bu da onları iç su kalitesi tersine çevirme için ideal bir veri kaynağı haline getirmektedir. Spektral teori ve tersine çevirme yöntemlerinin giderek olgunlaşmasıyla birlikte, hiper spektrumlu görüntüler giderek önem kazanmakta ve iç su kalitesi konumlandırma uzaktan algılama izlemesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.