长江口细颗粒泥沙絮凝对表层水体光谱反射率的影响

Suspended sediment concentration, distribution and variation are the important indicators for interactions between land and ocean power in the estuary. They are also core parameters in the study of estuarine and coastal research. Remote sensing is an effective means to observe the suspended sediment in estuarine and coastal waters. But at first, we should understand the water components and its effect on the radioactive characteristics out of the water. The research takes the Yangtze Estuary as a case, by measuring surface water chlorophyll, CDOM, spectrum characteristics of suspended particles at different sections of the estuary, to reveal the relationships between flocculation and estuarine hydrological process, and environmental elements as well. The goal of the research is to find the flocculation of fine-grained sediments that maybe change the suspended particles structure and lead to the dynamics of the reflectance. Furthermore, the research wants to understand the mechanism on spectrum reflectance in case II water of tidal estuary, which will promote the quantitative remote sensing model on suspended sediment research in the Yangtze Estuary, and provide new ways to monitor the suspended sediment transportation and deposition by a remote sensed method.

悬浮泥沙含量、分布及其变化是研究河口变化的核心参数，也是潮汐河口海陆相互作用的指示器。遥感方法是观测河口海岸水体悬浮泥沙的有效手段，但前提是掌握水体各组分及其它因素对遥感离水辐射的影响。本研究以长江口为例，测量河口不同区段表层水体光谱反射率，剥离叶绿素、CDOM等对离水辐射的影响，着重分析河口细颗粒悬浮泥沙絮凝特性与河口水文动力要素及其它环境要素的关系，探究细颗粒泥沙絮凝对表层水体悬浮颗粒结构特性的改变，研究其对现场水体光谱反射率的影响，进一步从机理上理解潮汐河口二类水体光谱反射率特征，在推进长江口悬浮泥沙定量遥感模式研究的同时，为利用遥感实现河口细颗粒泥沙输移与沉降监测提供新的途径。

悬浮泥沙含量、分布及其变化是研究河口变化的核心参数，也是潮汐河口海陆相互作用的指示器。遥感方法是观测河口海岸水体悬浮泥沙的有效手段，但前提是掌握水体各组分及其他因素对遥感离水辐射的影响。研究以长江口为例，测量河口不同区段表层水体光谱反射率，剥离叶绿素、CDOM等对离水辐射的影响，着重分析河口细颗粒悬浮泥沙絮凝特性与河口水文动力要素及其环境要素的关系，研究其对现场水体光谱反射率的影响，进一步从机理上理解潮汐河口二类水体光谱反射率特征，在推进长江口悬浮泥沙定量遥感模式研究的同时，为利用遥感实现河口细颗粒泥沙输移与沉降监测提供新的途径。.通过项目研究，证实总悬浮物浓度是影响长江口高浑浊水体遥感反射率的主导因素，长江口高浊度水域的三要素光学效应及其时空变化规律显示，口门内外存在截然不同的固有光学特性，在口内水域可以忽略CDOM和叶绿素的影响，而在口外水域必须剥离其影响。根据不同区段的絮凝体粒径的变化过程，对照同时间段内流速、浊度和盐度的变化过程，分析各个参数对絮凝体粒径的影响。冬季长江口表层水体絮凝体粒径在河口上段受流速和浊度控制明显，在口门段的小潮与河口上段类似受流速控制，大潮则受盐度控制，口外段则受盐度控制。投影表面积作为衡量悬浮泥沙浓度和絮凝体平均粒径的综合变量，与悬浮泥沙浓度成正比，与絮凝体平均粒径成反比。不同区段的絮团组成成分、沉速、粒径、有效密度和投影表面积都有较大的差异，絮团分散粒径在空间上呈“小-大-小”分布，絮团现场平均粒径则呈“大-小-大”分布，沉速呈“大-小-大”分布，投影表面积呈“小-大-小”分布。现场测量的浊度、絮凝体平均粒径和絮凝体投影表面积与光谱反射率都有较好的相关性。.通过长江河口悬浮泥沙离水辐射的详细研究，将其应用到Landsat和MODIS卫星影像的反演研究中，在长江口SST计算，悬浮泥沙总量的遥感估算，和长江入海泥沙对浙闽沿岸泥沙带影响研究方面均取得很好效果。