水深遥感中衰减系数和底质色度的特征

摘要

衰减系数(Kd)就是表示光在水体中衰减的程度,而水深遥感反演是指在光能到达水底的前提下通过遥感技术反演水下地形,光能否到达水底取决于光在水体中的衰减程度,因此研究衰减系数是水深遥感反演的基础。在光学浅水区域进行水深遥感测量时,底部反射对反演结果将产生很大的影响。不同的区域底质的特征会有些差异,这会造成底部反射光的强度不同,给遥感测深的精度、对水表光学参数反演、水体内部光学参数反演都会带来影响。因此本文根据水体光谱数据、底质光谱数据与底质色度数据分别探讨水体衰减系数的特征以及底质敏感波段的提取。
　　 本文通过分析近海水体与湖泊水体的衰减系数的特征和实测底质的光谱数据与色度的相关性,可以得出以下结论:
　　 (1)通过分析湖泊和近海水体的不同深度处的衰减系数可以发现,两种水体在700nm和800nm附近有两个峰值,随着深度的增加,800nm附近的峰值甚至消失。主要是因为随着深度的增加,水体对光的吸收作用在波长800nm附近减弱。
　　 (2)通过分析不同水体在490nm处的漫衰减系数与遥感反射率之间的关系发现,湖泊水体的kd(490)与在波长555nm处反射率的相关性最高,而近海水体的kd(490)与在波长490nm、555nm和670nm处的反射率相关性最高。
　　 (3)通过分析不同水体在波长490hm处的衰减系数与其他波段衰减系数的关系可以发现,无论什么水体,光谱在波长490nm处的漫衰减系数与其他波段处的衰减系数呈线性关系,都可以通过公式进行线性拟合,其线性斜率与波长呈线性关系。
　　 (4)反射率与红绿彩度a*的相关性较低；反射率与黄蓝彩度b*相关性较高；反射率与亮度L在整个波段范围内都表现出低相关。一阶微分光谱反映的是反射光谱的斜率,通过分析底质光谱数据的一阶微分发现,射阳河口点的光谱在500nm、655nm、850nm附近的斜率较大；北尖子点的光谱在530nm和710nm附近斜率较大；而泥螺珩点的光谱在530nm和630nm附近的斜率较大。但反射率与底质色度黄蓝彩度b*在500nm-700nm相关性较高,因为在波长600nm以后的反射率主要受水体吸收和悬沙反射的影响,对水分和悬沙异常敏感,削弱了底质对光谱的影响,所以,底质影响的敏感波段选择530nm。