水面菲涅尔反射对～761 nm叶绿素荧光估算的影响

编号 zgly0001640086

文献类型 期刊论文

文献题名 水面菲涅尔反射对～761 nm叶绿素荧光估算的影响

作者 温颜沙  邓建明  毛志华  石静  周杨  鲁婷  陆应诚 

作者单位 南京大学国际地球系统科学研究所  中国科学院南京湖泊与地理研究所湖泊与环境国家重点实验室  国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室 

母体文献 遥感学报 

年卷期 2018年03期

年份 2018 

分类号 Q945.11  TP79 

关键词 太阳诱导叶绿素荧光  海洋光学  遥感反射率  菲涅尔反射  填充效应  O2-A波段 

文摘内容 叶绿素荧光是光合作用的有效探针,可用于海洋浮游植物的监测与定量评估。太阳诱导叶绿素荧光覆盖可见光—近红外650—800 nm,在～685 nm与～740 nm表现出两个形态不同的荧光峰特征。基于～685 nm荧光峰的叶绿素浓度反演算法较为成熟,但在高悬浮物和高叶绿素浓度的水体中,算法的有效性不足。基于叶绿素荧光在氧气吸收谱段(O2-A)的填充作用,水体遥感反射率光谱～761 nm峰值中包含有太阳诱导叶绿素荧光信号,能用于水体叶绿素浓度的估算,但该反射峰形态特征还取决于传感器的光谱分辨率。本研究基于不同光谱分辨率的大气吸收谱线特征,模拟了水体遥感反射率光谱(750—775 nm)上太阳诱导叶绿素荧光的信号响应特征;分析了利用遥感反射率(～761 nm)计算叶绿素荧光的原理,阐明了不同光谱分辨率条件下水体叶绿素荧光信号在反射光谱上的形态变化规律。采用水面以上测量法获取的离水光谱辐亮度,包含了水面的菲涅尔反射信号,由于真实的菲涅尔系数难以准确测量,这给基于～761 nm处遥感反射率峰值的荧光信号估算带来不确定性影响。研究表明,假定菲涅尔系数为0时,虽然～761 nm叶绿素荧光信号与其浓度具有较好的线性统计关系,但却带来较大的不确定性;这种不确定的影响,在低浓度叶绿素水体中表现明显,在高浓度叶绿素水体中,影响相对较小;准确估算菲涅尔系数,有助于减少这种不确定性影响。对基于遥感反射率～761 nm叶绿素荧光信号的深入探讨,将能推动未来水体叶绿素荧光的识别与利用。