東北地理所在入海口總懸浮顆粒物遙感反演研究中取得進(jìn)展
入海口是保護(hù)海岸地貌的重要緩沖區(qū)域，支持重要的生態(tài)系統(tǒng)功能，比如，生物多樣性平衡、生物生產(chǎn)和生物地球化學(xué)等。沉積物傳輸在這些生態(tài)系統(tǒng)功能中扮演著重要的角色，調(diào)節(jié)著入海口的景觀和生境發(fā)展。總懸浮顆粒物（TSM）由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物構(gòu)成，參與控制光照進(jìn)入水體的深度，影響生態(tài)系統(tǒng)的光合作用與生產(chǎn)力。因此，TSM的準(zhǔn)確估算對(duì)入海口生態(tài)系統(tǒng)管理是十分必要的。
當(dāng)前的入海口TSM遙感反演研究主要集中于單一的大型入海口，比如，長(zhǎng)江入海口、黃河入海口或湄公河入海口等，反演模型具有一定的特殊性，模型的可移植性具有不確定性，而且構(gòu)建模型的預(yù)測(cè)變量多為單波段或波段運(yùn)算的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｒ虼耍狙芯繌穆?lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（https://gemstat.bafg.de/) 的6個(gè)位于入海口附近的中國(guó)河流監(jiān)測(cè)站點(diǎn)搜集了238個(gè)TSM數(shù)據(jù)，同時(shí)從GEE云平臺(tái)獲取相近時(shí)間的Landsat影像，提取238個(gè)TSM值對(duì)應(yīng)的遙感反射率信息。從北到南依次選擇了中國(guó)遼河入海口、黃河入海口、長(zhǎng)江入海口、杭州灣入海口、閩江入海口和珠江入海口等環(huán)境差異較大的6個(gè)大型河流入海口作為研究區(qū)。針對(duì)不同入海口的TSM差異，選擇TSM=100 mg/L作為閾值，提出了一個(gè)針對(duì)中國(guó)主要河流入海口的混合預(yù)測(cè)模型和基于權(quán)重隨機(jī)森林的TSM制圖方法。混合預(yù)測(cè)模型提高了預(yù)測(cè)精度，預(yù)測(cè)R2比單一隨機(jī)森林模型提高0.3左右；權(quán)重隨機(jī)森林制圖方法考慮了單個(gè)像元的分類概率，避免了該像元TSM含量的高估或低估，使TSM空間分布圖更準(zhǔn)確和平滑（圖1）。本研究的結(jié)果為中國(guó)大型河流入海口的TSM遙感估算提供了方法支撐，為更大尺度的入海口TSM遙感估算提供了堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)。
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)研究所王翔博士為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2019YFC0409105）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41730104, 41973070, 42171385）共同資助。
論文信息如下：
Xiang Wang, Zhidan Wen, Ge Liu, Hui Tao, Kaishan Song*. Remote estimates of total suspended matter in China’s main estuaries using Landsat images and a weight random forest model. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2022, 183, 94-110. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2021.11.001
圖1權(quán)重隨機(jī)森林和普通隨機(jī)森林制圖結(jié)果（a為權(quán)重隨機(jī)森林制圖結(jié)果，b為普通隨機(jī)森林制圖結(jié)果）
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