不同分辨率遥感影像监测太湖chla的比较分析(2)

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本文选择环境一号卫星 CCD 数据和MODIS影像两种不同分辨率的遥感影像对太湖进行水质监测，然后根据这30m分辨率遥感影像和250m分辨率MODIS遥感影像分别监测出的叶绿素a的浓度值与水面实测采样点叶绿素 a 浓度值一一对应来建立反演模型，再将得到的两种模型分别应用于遥感影像中进行验证，并对两种影像监测出的叶绿素a的浓度值与水面实测叶绿素 a 浓度值进行相关分析。

2 数据来源

2.1 水面实测数据

本文获取的是2009年10月06日的太湖区域环境卫星和MODIS卫星数据。实测数据是2009年10月6日太湖部分采样点的叶绿素a浓度值，是由研究人员在太湖选取采样点进行的实地数据的采集而最后获得的。首先利用GPS卫星定位系统来确定我们所想采样点的具体地理信息坐标经纬度，对水体反射出的光谱信息进行测量通在每一个我们所需采样点进行水质采样获得过，之后还需分析结果以得到采样点的实测叶绿素a的值。本文选取58个实测点的叶绿素实测值，其中38个实测点用来构建反演模型，另外20个实测点则用于模型建立以后的验证。

2.2 环境卫星CCD数据

我国于发射了2 颗专门用于环境监测的环境减灾-1A、1B( HJ-1A、1B) 卫星，“环境一号”卫星是专门应用于环境监测和灾害监测的信息观测系统，他主要是由3个卫星组成，分别是由HJ-1A卫星和HJ-1B卫星组成的两颗光学卫星和一颗HJ-1C雷达卫星。环境卫星拥有多种探测手段包括光学、红外、超光谱等，可大范围、准实时进行动态的监测[8]，本文中使用的是10月06日的太湖区域环境小卫星CCD-1B数据，环境小卫星CCD-1B是由环保部卫星的应用中心所免费提供。我们得到的原始 CCD 数据其实是2级产品，因此仍然需对数据进行如下预处理以获得湖泊水体表面的反射折射率。

2.3 数据MODIS遥感影像

MODIS是由一种大型空间遥感探测器，设置了可见光到热红外共36个波段，由美国国家航天局研制，其一天可上午下午两次成像，且数据可免费下载获得。MODIS数据有1000m分辨率、500m分辨率和250m分辨率这三种不同分辨率的遥感影像作为选择，其中250m数据包含了1、2两个波段;500m数据包含了1~7波段，1000m数据包括波段1~19及26共22个波段[9]。根据前人研究发现MODIS数据中250m分辨率中波段1BNIR、波段2BRED的组合即NDVI值与我们所需测定的叶绿素a浓度呈明显的相关性，所以本文选用的是2009年10月06日上午的MODIS数据250m分辨率的遥感影像。

3 数据预处理

我么获取的原始遥感数据在传输过程中由于多方面的原因，会产生一定的误差，使遥感数据不准确。遥感器本事在接收信息过程中是高度旋转的，而地球本身也在自转，地表的光谱信息由于大气层的存在并不能真是反应，以及传感器本身的高度角度等等因素都能使我们获得的信息受到干扰。因此为了使数据的获得和应用更加精准，我们在下载完遥感影像数据以后还需要对其进行预处理。下面我将分别介绍环境卫星的数据预处理过程和MODIS遥感影像的数据预处理过程。是两种遥感影像的具体数据预处理步骤基本类似，所涉及的原理也大多相同。

3.1 几何校正

遥感图像在采集过程中，会发生图像产生几何变形的情况，主要有地形起伏，地球起率以及遥感器自身的特点造成的[10]。采集到的图形是已经几何变形了的图像，图形的位置成像质量都失真，因此它的数据是不精准的与实体的几何图形会存在很多的差别。我们对其做几何校正，来消除以上过程中的误差。文献综述

在ENVI5.1操作支持下，打开并读取所要处理的环境卫星CCD数据。由于我们下载到的环境卫星CCD数据中已经是系统几何校正的二级产品了，因此只要对其进行几何精校就可以实现原始影像与实际图像的地理信息系统的精确匹配。我么获得到的环境1号卫星CCD监测的水体光谱信息的标准景数据很大，本实例遥感反演区域为太湖，首先要裁剪太湖以及周边区域图像，这是配准之前必须要做的。太湖区环境数据裁剪完后，在裁剪的图像基础上进行几何校正，目的是让环境卫星获得的地理信息更加的准确，从而与实测数据一一匹配。