【儀表網 儀表研發】傳統營養狀態評價方法需進行大量水質參數的測定，持續時間長、過程復雜、無法實現時空連續性監測。遙感技術的應用有效彌補傳統方法在時空連續性性的不足，但遙感提取傳統方法大都間接基于單個或多個TSI指標的遙感估算，存在著精度低、通用性差等不足。在國家自然科學基金等項目的資助下，張運林研究小組在湖泊營養狀態指數(TSI)光學表征及遙感應用等方面取得重要進展。
 

TSI與不同水體組分吸收之間的定量化關系及驗證
 

　　吸收系數是湖泊水體生物化學特性的綜合反映，也是生物光學模型反演水質參數的紐帶與橋梁。那么吸收能否定量表征水體TSI的變化？能否實現TSI的直接反演？基于全國不同區域不同營養狀態的27個湖泊定位觀測數據，研究系統分析了色素顆粒物、非色素顆粒物等不同水體組分吸收系數與TSI之間的耦合關系，遴選出表征TSI的佳光學因子，構建了基于吸收系數的TSI的光學模型，據此提出并驗證了TSI的遙感反演方法。結果表明，水體組分吸收系數能夠充分地反映TSI的變化且兩者存在較為穩定的定量化關系。其中，水體總吸收(除純水外，at-w(440))是表征TSI佳光學因子，兩者定量關系為: TSI=12.14*ln(at-w(440))+45.69。利用此關系和QAA算法，構建了基于Landsat 8 OLI數據的TSI反演方法，其在千島湖、納木錯等水體的驗證精度優于78%。
 

基于Landsat 8 OLI數據的TSI反演方法
 

　　本研究對于打破傳統方法的桎梏，實現湖泊營養狀態快速和實時動態監測與評價具有重要現實意義，也為水體營養狀態遙感評價通用性模型的構建提供了基礎理論依據。相關成果發表在遙感領域期刊Remote Sensing of Environment上(Shi et al., 2019, 232: 111349)。