太湖水体浮游藻类吸收系数分离方法研究

利用太湖实测水色因子吸收系数数据,根据非藻类颗粒物与有色可溶性有机物(CDOM)吸收相似的特性,采用两者合并参数化方案,并结合浮游藻类吸收系数在580 nm与692 nm波长处比值恒定的特点,提出了适合于太湖的基于水体总吸收的浮游藻类吸收系数分离方法,并从数值和光谱曲线特征等方面对分离效果进行了评价。结果表明,浮游藻类吸收能够较好地从水体的总吸收中分离出来,在440,550和675 nm波段处,吸收系数的分离效果都较好,其中在675 nm波段分离平均相对误差在10%以内;分离得到的浮游藻类吸收光谱整体上保持了其原有的特征,与实测光谱具有很好的相似性,平均相似度在0.97以上。     

Chemical Composition of Hydrilla Verticillata （L. f.） Royle in Taihu Lake

Hydrilla verticillata （Linn. f.） Royle is a submerged plant for phytoremediation on Taihu Lake, China. The planted submerged plant should be harvested in every autumn to reduce the nutrition burden of the lake. Five compounds were firstly isolated by column chromatography and purified from the extractions of Hydrilla verticillata （Linn. f.） Royle. 1-（5＇-Hydroxy-4＇-hydroxymethyl-1＇-methyl-1H-pyrrol-2＇-yl）-henicosa-2,12,15-trien-1-one （2） and thymidine （3） were identified by EIMS, 1H NMR, laC NMR and IR spectra. Crystal loliolide （1） and sulfur-gamma （4） were identified by X-ray diffraction. Octadecanedioic acid （5） was also elucidated. Among them, compound 2 is a new natural compound, loliolide （1） and thymidine （3） are known bioactive substances. The results provided basic research data for exploring their application as medical materials.     

太湖水面多角度遥感反射率光谱测量与方向特性分析

水体光场不是各向同性的,其方向性分布规律的研究对于水质参数遥感反演建模具有十分重要的意义。大洋水体光场的二向性研究已经相对比较成熟,而内陆水体光场的二向性分布规律研究仍存在许多问题。水面原位多角度光谱测量数据是分析水体光场二向性的重要依据,但是目前国际上还缺少相关测量设备。设计并制作了一种能够在野外原位测量水面光场二向性的多角度水面光谱测量杆,它可以配合光谱仪测量多个角度的水面遥感反射率光谱。利用该设备在太湖开展了一次水面多角度光谱测量实验,利用该实验获取的数据分析了太湖水面遥感反射率光谱的方向性分布规律, 进而给出了能够降低方向性影响的水质参数遥感反演建模策略。     

基于CBERS-1影像监测太湖叶绿素a浓度的季节分布状况

叶绿素a浓度是衡量湖泊富营养化程度的重要指标。采用太湖2003年10月27日和28日的水质实验数据,构建了太湖叶绿素a浓度反演模型。然后将该模型应用于2006年4月5日、4月28日、5月16日、8月5日、10月30日和2007年7月5日的6期CBERS-1影像数据,研究与探讨了太湖叶绿素a浓度在上述时间尺度上的变化状况。通过研究可知,太湖叶绿素a浓度在夏季较低,而在秋季和冬季较高,基本上能反映浮游植物年际生长的4个过程;与以往的研究对比分析可知,基于CBERS-1影像数据反演获取的叶绿素a浓度比实际浓度总体偏高,CBERS-1数据影像在水色遥感中的应用仍然有待进一步的研究与探索。     

基于光学闭合原理的太湖水体颗粒物后向散射特性模拟

后向散射系数是遥感传感器获取水体信息的来源,也是生物光学模型的重要输入参数。利用太湖春季和秋季实测数据,在生物光学模型的基础上结合光学闭合原理模拟了太湖春、秋季节水体颗粒物后向散射系数,进而分析了其光谱特性及颗粒物后向散射概率的时空变化。结果表明,太湖春、秋季节水体颗粒物后向散射系数与总悬浮物、无机悬浮物浓度均具有较高的相关性,而与有机悬浮物浓度的相关性则相对较低,颗粒物后向散射系数随波长变化指数n在太湖春季水体中的变化范围为0.66～1.84,平均值为1.29±0.25,而在太湖秋季水体中的变化范围为0.67～2.40,平均值为1.24±0.34;太湖春季水体颗粒物平均后向散射概率为0.030,而太湖秋季水体颗粒物平均后向散射概率为0.031,且无论是太湖春季水体还是太湖秋季水体,其颗粒物后向散射概率的波长依赖性均较弱。模拟吸收系数与实测吸收系数吻合较好,总体的平均相对误差均在18%以内。     

太湖藻华水体的遥感监测与预警

受水体富营养化的影响,藻华暴发已成为目前我国湖泊和水库面临的主要环境问题之一.针对藻华水体的动态监测,特别是提前预警技术的研究对于内陆水体的污染防控具有重要意义.该文结合高光谱实验数据,综合运用指数法和遥感影像假彩色合成法.建立了基于MODIS数据的太湖藻华水体遥感信息提取模型,并在此基础上,对2007年3～5月间太湖藻华形成过程进行了遥感实时动态监测研究.通过埘春夏季节蓝藻水华的空间分布特征和藻华不同形成阶段的特征分析,提出了太湖藻华水体预警的技术方法,即当MODIS水体绿度指数GI集中分布于0.6～0.8区间时,可认为太湖水域已进入蓝藻水华大规模暴发前的预警阶段.