東北地理所在全國(guó)湖泊懸浮顆粒物遙感研究中取得新進(jìn)展
近年來，受氣候變化和人類活動(dòng)的影響，中國(guó)湖泊數(shù)量、面積和分布都發(fā)生了較為顯著的變化，同時(shí)水質(zhì)下降與富營(yíng)養(yǎng)化加重等水環(huán)境問題也受到了廣泛關(guān)注。總懸浮物（TSM）是水環(huán)境評(píng)價(jià)的重要參數(shù)之一，它直接影響水質(zhì)狀況，決定著水下光場(chǎng)分布，進(jìn)而影響水體的初級(jí)生產(chǎn)力。
目前，基于遙感數(shù)據(jù)的湖泊TSM時(shí)空數(shù)據(jù)反演得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用各類遙感數(shù)據(jù)源的湖泊TSM反演方法不斷得以改進(jìn)，反演精度也不斷提升。但利用遙感圖像處理軟件進(jìn)行TSM反演操作流程較為繁瑣，存在數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)下載時(shí)間長(zhǎng)等問題。中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組科研人員開發(fā)了基于谷歌引擎（Google Earth Engine，GEE）的Landsat遙感影像湖泊TSM反演算法。利用2011-2020年的多次野外調(diào)查采樣數(shù)據(jù)（423個(gè)湖泊），并結(jié)合GEE平臺(tái)上的Landsat地表反射率產(chǎn)品，構(gòu)建了精度較高的TSM遙感反演模型(R2 = 0.95)，經(jīng)驗(yàn)證該模型也具有較高的時(shí)空可移植性。
研究人員應(yīng)用該遙感模型估計(jì)了全中國(guó)湖泊（面積〉1 ha）水體TSM濃度的空間分布模式（2019年），結(jié)果表明，中國(guó)湖泊TSM濃度具有較強(qiáng)的空間變異性，東北湖區(qū)水體TSM濃度最高（均值：44.6 mg/L），其次是蒙新湖區(qū)（39.7 mg/L）、東部湖區(qū)（38.8 mg/L）、云貴湖區(qū)（17.6 mg/L），最低的是青藏高原湖區(qū)（5.31 mg/L）（圖1）。本研究為應(yīng)用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行氣候變化條件下的水環(huán)境管理提供了重要的方法和技術(shù)支撐。
該研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing上，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所溫志丹副研究員為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
圖1 中國(guó)不同湖區(qū)湖泊水體TSM反演濃度直方圖. (a) NLR－東北湖區(qū)，(b) ELR-東部湖區(qū)，(c) MXR－蒙新湖區(qū)，(d) YGR－云貴湖區(qū)，(e) TQR－青藏高原湖區(qū)，(f) 全中國(guó)湖泊.
該研究得到了國(guó)家科技部重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2019YFA0607101）、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（42071336、42171374）和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2020234）等共同資助。
論文信息如下：
Zhidan Wen, Qiang Wang, Ge Liu, Pierre-Andre Jacinthe, Xiang Wang, Lili Lyu, Hui Tao, Yue Ma, Hongtao Duan, Yingxin Shang, Baohua Zhang, Yunxia Du, Jia Du, Sijia Li, Shuai Cheng and Kaishan Song*. Remote Sensing of Total Suspended Matter Concentration in Lakes across China Using Landsat Images and Google Earth Engine. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2022, 187: 61-78.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2022.02.018
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