参考⽂献：潘应阳, 国巧真, 孙⾦华. ⽔体叶绿素a浓度遥感反演⽅法研究进展 [J]. 测绘科学, 2017(1):43-48.
1.为什么要做叶绿素浓度遥感反演？
叶绿素ａ浓度是⽔体富营养化的重要指标。
卫星遥感技术具有连续监测、视⾓宽⼴、周期性等特点，在⼀定周期内可以有效地监测⽔质参数在空间和时间上的变化状况， ⾮常适⽤于⼤范围的⽔体监测。
2.概念
⼆类⽔体：在遥感领域，⽔体可划分为⼀类⽔体和⼆类⽔体。第⼀类⽔体主要是⼤洋开阔⽔体，第⼆类⽔体主要为近岸⽔体和内陆⽔体。
特点：针对⼀类⽔体的叶绿素ａ反演模型⽐较成熟，其数据源类型也⽐较多； 对于⼆类⽔体来说，⽔质⽐较复杂，研究过程⽐较繁琐，数据质量要求相对较⾼。
⾮星载遥感数据源：机载遥感数据和地⾯实测光谱数据
天下钱塘
机载遥感数据：美国的ＡＶＩＲＩＳ、加拿⼤的 ＣＡＳＩ、中国的 ＯＭＩＳ、芬兰的AISA 等
地⾯实测光谱数据主要是应⽤各种地物光谱仪测得的⽔体光谱数据，如美国的ASD野外光谱仪、GER野外光谱辐射仪 等。
国内主要研究单位：中 国 科 学 院 南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室、中国环境科学研究院、 中 国科 学 院 南 海 海 洋
研 究所、中国科学院东北地理与农业研究所、 中国科学院遥感应⽤研究所、国家海洋环境监测中⼼等。国内的⾼校也有对叶绿素 ａ浓 度反 演 进 ⾏ 深 ⼊ 研究，包括中国 海 洋 ⼤ 学 的 信 息 科 学 与 ⼯ 程 学 院、南京师范 ⼤ 学 虚 拟 地 理 环 境 教 育 部 重 点 实 验 室、南京⼤学 环 境 学 院、 浙 江 ⼤ 学 环 境 与 资 源 学 院、北京师范⼤学环境学院、 北京 ⼤ 学 城 市 与 环 境 学院等。
３反演⽅法
3.1经验模型
经验模型主要以叶绿素ａ浓度和遥感参数之间的统计关系为基础来实现对⽔体叶绿素ａ浓度的遥感反
演，是⼀种较为⼴泛的叶绿素 ａ浓度反演模型。根据实测光谱或⽔质参数和模拟数据直接求取表观光学量与⽔体成分浓度的经验关系式， 是最常⽤的叶绿素ａ浓度遥感反演算法。
3.2半经验／半分析模型
半经验／半分析模型是２０ 世纪９０ 年 代以来常⽤的⽔体叶绿素ａ浓度反演⽅法，这种⽅法体现了电磁辐射在⽔体的传输过程， 结合经验⽅程与辐射传输模型，采⽤理论分析与经验统计相结合的⽅法来描述模型过程，具有⼀定的物理依据。
半经验／半分析模型能够基本满⾜叶绿素ａ浓度反演精度的要求，对于常⽤的以单波段或波段⽐值作为遥感定量反演叶绿素ａ浓度的⽅法，研究者更多的会采⽤三波段或先分类后建模的⽅法来提⾼结果精度。 3.3 分析模型
分析模型通过辐射传输模型来模拟电磁波在⽔体中的传播过程， 借助⽣物光学模型分析并得到遥感辐照度⽐与⽔体叶绿素ａ的吸收系数和后向散射系数之间的关系， 利⽤遥感 数 据 反 演 出 ⽔ 体中叶绿素ａ浓度。叶绿素ａ在红波段反射率低、⽽在近红外反射率⾼的这⼀特征使 ⽣ 物 光 学 模 型⽤于评估叶绿素ａ浓度成为可能。
治理与善治
静电测量3.4 ⽅法⽐较sci
经验算 法 因 其 简 便、精 度 ⾼ ⽽ 成 为 业 务 上 的重要算法，但 是 缺 乏 物 理 依 据， 参 数 之 间 的 关 系难以⽤明 确 的 物 理 原 理说 明， 并 且 不 同 地 区 的 ⽔质特征及 光 谱 规 律 也 不 相 同， 不 能 完 全 把 握 ⽔ 体的全部信息， 难 以 建 ⽴ 统 ⼀ 的 经 验 反 演模 型， 成为制约经验⽅法发 展 的 最 ⼤ 障 碍；半 经 验／半 分 析模型主要 是 针 对 ⽔ 体 的 光 谱 反 射 特 征， 分 析 ⽔ 体组分与固 有光 学 量、 固 有 光 学 量 与 表 观 光 学 量 之间的关系，选 择 具 有 代 表 性 的 波 段 或 波 段 组 合 建⽴反演模型， 具 有 ⼀ 定 的 可 ⾏性 和 应 ⽤ 价 值， 反演精度不 会 出 现 太 ⼤ 的 偏 差 ⽽ 且 较 为 稳 定， 但 模型的普适性 不 够 强； 分 析 模 型 物 理 依 据 较 强， 不需要⼤量 的 地 ⾯ 实 时 采 集 数 据， 但 是 物 理 机 理 过于复杂，需 要 了 解 纯 ⽔、 叶 绿 素、 悬 浮 物、 黄 ⾊物质等的光 谱 特 性，建 ⽴ 模 型 的 难 度 较 ⼤， 实 ⽤性较差，在精 度 ⽅ ⾯， 分 析 模 型 的 反 演 精 度 在 可接受范围，但 受 ⽔ 体 的 吸 收、 后 向 散 射系 数 参 数精确度和参 考 波 段 处 的 叶 绿 素 ⽐ 吸 收 系 数 等 的 影响会产⽣不同程度的误差，其⽐较结果见表３。
４叶绿素ａ浓度反演存在的问题宵禁令是什么意思
遥感技术在叶绿素ａ浓度监测中起到了重要的应⽤，但由于⽔体本⾝、遥感器、数据处理技术等⽅⾯的原因， 仍存在以下问题：①⽬前⼀类⽔体的叶绿素ａ浓度遥感反演⽐较成熟，但在遥感传感器精细化⽅⾯还可以有所延伸发展， 也可以为内陆⼆类⽔体的⽔质参数反演提供⼀些借鉴；②模型建⽴⽅⾯， ⼤多数假设对整个⽔体光学活性成 分 的 浓 度 建 ⽴ 模 型， 然 ⽽， 根 据 实 地 情 况，模型可能是线性、指数或多项式， 使⽤不适当的模型函 数 来 估 计 ⽔ 质 参 数 可 能 会 导 致 ⾼ 估 或 低估；③针对内陆⼆类⽔体的遥感监测，⼤⽓对叶绿素ａ的遥感信息的影响⼗分严重，即使是很⼩的⼤⽓校正误差也会造成很⼤的叶绿素 ａ反演误差，要提⾼内陆⽔体叶绿素ａ浓度反演的精度，必须改进⼤⽓校正的⽅法；④对⼆类⽔体叶绿素ａ的光谱特征和敏感波段的研究较少， 并且只针对⼀定的研究区域， 其 研 究 结 果 不具 有 普 适 性， 对于像天津滨海新区这类⽔系复杂的地区， 有必要研究明确的、有针 对 性 的 反 演 ⽅ 法；⑤ ⽬前还没有适合监测内陆⼆类⽔体的⽔⾊传感器， ⼤多数传感器的光谱 分 辨 率 还 没 有 达 到 监测内陆⽔体的要求，这对内陆⽔体叶绿素ａ浓度反演精度有决定性的影响。
基于⽔体的复杂特性和遥感技术的发展现状，从叶绿素ａ浓度反演模型的建⽴及模型的精度进⾏展望。
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１）遥感反演⽔质参数受综合因素影响， 是个复杂的⾮线性过程。 对于地表⽔体环境这种复杂对象来说，影响因素多，以到最佳的拟合模型，另外计算叶绿素ａ浓度最佳波段的选取依赖于叶绿素ａ的浓度，因此对于不同区域的⽔体，要采⽤不同的研究 模型进⾏分析，此外，还可以结合多种遥感数据源和多种遥感影像辐射校正处理⽅法进⾏对⽐论证，得出合适的模型组合⽅法。 叶绿素ａ浓度反演⽅法的发展与遥感技术的发展有密切联系，鉴于⽬前遥感传感器分辨率的限制，⽔体叶绿素ａ浓度反演⽅法主要还是以经验模型、半经验／半分析模型为主，随着未来遥感传感器分辨率的提⾼以及遥感影像处理技术的增强， 阻碍分析模型应⽤的壁垒将会慢慢被打破， 分析模型将会有很⼤的发展空间。
２）叶绿素ａ浓度反演的精度受多⽅⾯因素的影响，由于⾃然环境带来的误差是绝对的，因此，重点要放在遥感传感器的改进、 遥感图像的处理以及反演模型的优化上。 ⾼光谱数据可以提供细微的波段选择，直接影响后期的反演精度，⼤⼒发展⾼光谱遥感以及超光谱遥感是进⾏⾼精度叶绿素ａ浓度反演的条件；遥感图像的精确处理是提⾼反演精度的关键，建⽴快速有效的遥感图像处理⽅法是很有必要的。随着遥感传感器性能的不断优化，卫星传感器能够捕获到的地物光谱信息也将更加丰富，叶绿素ａ特征波段的波段位置与波段宽度将会更加明确和清晰，有利于提⾼反演模型的精度，也将会进⼀步把握叶绿素ａ浓度的变化动态。
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