光学浅水遥感水底反射效应研究

针对光学浅水区水体组分浓度信息与水底反射信息的耦合，给水质参数遥感反演带来虚假信息的科学问题，本项目拟选择典型的光学浅水区，基于遥感建模和野外观测及室内可控实验相结合的研究方法，获取典型水体底质类型反射光谱数据；建立水底典型底质BRDF模型；发展有效的光学浅水与光学深水划分方法；以水体光学辐射传输模拟为基本手段，通过对光学浅水光场的模拟，量化光学浅水遥感反射比与水体光场垂直结构对不同的底部边界条件的响应，进而探讨水体信号与水底信号的分离方法，发展高精度的光学浅水区遥感反射比估算模型，并给出模型应用的区域性参数，为光学浅水水质参数的正确反演提供技术方法，对于二类水体水质遥感具有重要的理论与实际意义。

光学浅水区水体组分散射信息与水底反射信息之间的耦合效应给水质参数遥感反演带来虚假信息，成为制约二类水体遥感反演精度的瓶颈问题之一。本项目选择典型的光学浅水区，基于野外观测及室内外可控实验获取了典型水体底质类型反射光谱数据，并利用水体光学Monte Carlo模拟定量分析了不同的水底类型以及水草型水底不同的植被覆盖度对水面遥感反射率的影响与水体光场垂直结构的影响；基于水面遥感反射率、水体透明度与水深等数据发展了一种有效的光学浅水与光学深水划分方法；基于K-M理论结合生物光学模型发展了水草型水底BRDF模型；基于Hapke模型耦合生物光学模型发展了沙质型水底BRDF模型，并建立了相应的软件系统；定量分析了水底BRDF特性对水面遥感反射率的BRDF特性的影响；进而探讨了水体信号与水底信号的分离方法；基于二流近似模型，发展光学浅水区遥感反射比估算模型，为光学浅水水质参数的正确反演提供了技术方法；本研究对于二类水体水质遥感与水生生态系统研究具有重要的理论与实际意义。