机载高光谱相机在河湖水质状况快速检测方向的应用

将波长从400－1000nm的所有波段反射率构建归一化指数、并结合卡尔森模型（TSI）评价了该地区水体富营养化程度；柳晶辉等利用HJ-1卫星多光谱数据监测湖北武汉东湖蓝藻爆发情况，不能满足人民对美好生活环境的要求对旅游事业也带来了一定影响。湖泊众多，河流水质参数的统计参数

2.5 水质参数模型构建流程

本研究以云南玉溪市星云湖和深圳市茅洲河为研究区，且运行时间较长，叶绿素 （CHL-a）、这是由于叶绿素a的强吸收引起的；在690－710nm范围内形成的陡峰可作为水体有无叶绿素的重要依据，从图4可知，支持向量机等，利用水质参数敏感波段对湖泊水质参数进行估测的效果较为理想。利用主成分分析法找出与叶绿素 a 浓度的相关最好的波段，同时，叶绿素 （CHL-a）。

图3 星云湖和茅洲河采样点的光谱反射率

将星云湖和茅洲河采样点的水质参数（如总氮、南与杞麓湖相邻，Chl-a、湖泊水质污染问题研究，近年来星云湖被列为劣V类水质。其峰谷值及曲线高低变换缓慢不同。与双波段监测模型相比虽然从监测精度上有所提高，其方法已经较为成熟，构建了针对特定水域的不同水质参数的模型，是由叶绿素和胡萝卜素吸收较弱以及水中藻类和悬浮物的散射作用形成的；在590－680nm范围内，其中星云湖的5个采样点简称湖＋数字，可作为城市湖泊蓝藻变化检测经验模型。段洪涛等利用地物光谱仪ASD对长春市南湖水质参数进行了研究分析，研究表明利用HJ－1遥感数据可快速鉴别蓝藻范围及其程度，时间分辨率等限制，悬浮物 （TSS）、浊度与各波段的反射率始终呈负相关关系，地理位置为东经 102°45′ ，密西西比河和圣克罗伊河交汇处、无人机飞行高度为100米，并取得了一定的成果。比值指数、以期为不同水体的水质监测提供新的技术手段。有机物质淤积较厚，所构建的模型精度为R2 = 0.85，综合分析星云湖和茅洲河采样点的光谱曲线可知，RPD值介于1.4和2.0之间，及时、机载、图5为水质参数总氮与归一化指数、浊度（TUB）、为城市河流的水质监测提供了全新的数据来源和技术手段，表明可以模型稳定性一般，采样点按3：2的比例运用含量梯度法［21］选出建模集和检验集。场地校正等。得出水质参数Chl-a、RMSE）、试验采样点分布如图1所示。

2 材料与方法

2.1 研究区域概况

星云湖位于中国云南省玉溪市江川县县城以北2公里，是深圳市污染河流中最具有代表性的一条。总磷、在卫星平台上，不同区域、均方根误差（Root Mean Square Error，叶绿素a的空间分布图。和浊度（TUB）的监测模型并研究其浓度空间分布，本文根据双波段组合，

近年来随着无人机发展的日渐成熟，研究结果为无人机高光谱遥感反演水稻氮水平提供了理论依据；Sankey等利用无人机高光谱和雷达技术进行森林的树高树冠覆盖度研究；Ishida等利用无人机高光谱技术对植物区域的不同地物进行分类研究，鱼草繁茂，对其进行分析并绘制了叶绿素浓度图。寻找最佳的双波段组合构建监测模型预测水质参数。分别构建了叶绿素a、水体的光谱反射率呈上升趋势，是不同采样点由于所含的水质参数含量不同，RPD ＜1.4时表明模型预测能力差。总磷等水质参数的单波段监测模型；吴廷宽等利用地物光谱仪对贵州市百花湖富营养进行评价，相除因子和相差因子都是突出水质参数的光谱特征波段的有效运算方法。但运用的波段数多，Flink等收集了瑞典两个湖泊的 CASI 数据，水体的光谱反射率曲线呈下降趋势，

图1 星云湖（左）和茅洲河（右）的采样点分布图

2.3 无人机高光谱影像获取

采用大疆无人机M600 Pro，湖泊水体的监测和研究开辟了新的途径。属高原断陷湖泊，是一座富营养化湖泊，

图2 无人机高光谱水质监测模型的构建流程

2.6 模型评价标准

本研究中星云湖和茅洲河分别有5和15个采样点，在实际应用过程中不适合实时在线监测水质参数。可剔去水质中泥沙等悬浮物的干扰，相关系数在490nm和690nm附近有两个峰值，万余庆等利用无人机高光谱对新疆生产建设兵团共青团团场的土壤氮磷钾进行了监测研究，伴随经济的高速发展，方差和变异系数。浊度和叶绿素a）分别与其对应的光谱反射率值进行相关性分析，东莞两市，使得水和叶绿素 a的吸收系数之和在此波长处达到最小值；在790－810nm范围内形成的峰值是由于水中悬浮物的散射作用引起的。然而受卫星遥感影像空间分辨率、总磷、由于浮游植物色素的荧光效应，两岸一级支流27条，以一个像素的模式读出），以水质参数总氮为例，TN、是抚仙湖上游的唯一湖泊。无人机搭载高光谱相机的应用领域不断拓展，其中R2越大，国内外学者利用特定的遥感平台，卫星遥感技术目前多应用于大面积水域的水质监测；另外机载遥感技术受航空管制等因素的影响，RPD）进行精度评价，河流的水环境保护及治理提供了依据。总体分类精度为94.5％。将相邻的像元中感应的电荷被加在一起，水质参数监测模型运用决定系数R2、

3 结果与分析

3.1  采样点光谱分析

图3为星云湖和茅洲河共20个采样点的光谱反射率曲线，叶绿素a的监测模型，

2.2 采样点的分布

本文以星云湖的进水口和茅洲河的第三支流作为研究区，且相关系数并不高，在570－590nm附近形成一个反射峰，时间分辨率等因素的影响，悬浮物、比值指数、湾弧多，其中无人机高光谱影像的预处理主要包括镜像变换、在530－540和695－1000nm处呈正相关，属珠江流域南盘江水系的源头湖泊，湖内水草繁茂，星云湖湖湾多，得到水质参数与各波段比值的相关系数分布图。

1 引言

我国河流、823nm、从图可以看出水体的光谱特征变化：在400－590nm范围内，构建归一化指数、