作者单位
摘要
1 中国科学院遥感与数字地球研究所, 北京 100101
2 中国科学院大学, 北京 100049
有机污染物是水体污染的主要来源, 水体有机污染程度可通过化学需氧量(COD)指标综合表示。 与传统复杂专业的化学检测手段相比, 遥感技术因具有快速、 实时、 非接触、 大面积等独特优势而广泛用于水体水质监测, 包括叶绿素、 悬浮物和黄色物质等生色参数的定量反演。 然而目前对于水体COD这一重要水质参数的遥感反演报道不足, 这主要是因为影响COD浓度的有机污染物复杂多变、 光谱响应机理尚不明晰。 通过测量实验室配比的不同浓度COD标准液及野外实际水体的可见-短波红外反射光谱(350~2 500 nm), 分析了水体COD的光谱响应特性。 研究发现, 随着COD浓度增加, 水体反射光谱在可见-短波红外范围内整体逐步上升, 但在540~580和1 000~1 060 nm波段范围内光谱响应快速增强, 表现出—OH伸缩振动的三级倍频和—CH伸缩振动与变形振动的合频吸收特征。 利用上述敏感谱段与全谱段分别对实验室COD标准液和野外实际水体建立偏最小二乘(PLS)回归模型, 其中, COD标准液模型反演精度: (1)敏感谱段, R2=0.972, RMSE=39.629 mg·L-1; (2)全谱段, R2=0.961, RMSE=46.639 mg·L-1; 实际水体模型反演精度: (1)敏感谱段, R2=0.798, RMSE=32.037 mg·L-1; (2)全谱段, R2=0.658, RMSE=48.332 mg·L-1。 结果表明, 不管是COD标准液还是实际水体, 基于敏感谱段的COD反演模型精度均优于基于全谱段的反演模型。 研究可为水体COD遥感反演提供重要的理论与技术支撑。
光谱特征分析 高光谱遥感 遥感建模 COD COD Spectral characteristics analysis Hyperspectral remote sensing Remote sensing modeling 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 824

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