洪泽湖是中国第四大淡水湖,也是富营养化比较严重的湖泊之一。富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象,是湖泊水体营养盐含量上升、生产力提高,营养状态由贫到富过渡的一种现象,也是中国湖泊普遍面临的重要环境问题[13,14]。研究叶绿素a浓度的时空分布,对认识湖泊富营养化的机理具有重要意义。利用环境小卫星图像反演洪泽湖叶绿素a浓度涉及环境小卫星的数据来源、辐射定标、几何校正、遥感反演过程、作图等内容。除了使用ENVI主模块功能外,还需要用到FLAASH大气校正扩展模块等内容[15] 。通过洪泽湖叶绿素a浓度在空间和时间上主要分布特征,进行研究可以更好地了解洪泽湖水域生态环境的时空变化规律,为治理和水体环境的改善提供基础资料,为洪泽湖水质监测提供新的方法参考[16]。
2 数据处理
2.1 数据的来源
我国于2008年9月发射了2颗专门用于环境和灾害监测预报的环境减灾卫星( HJ - 1A、HJ-1B),HJ-1A 和HJ-1B卫星搭载的CCD传感器由红、绿、蓝、近红外4个波段组成,分辨率30m,幅宽700km,重返周期为2d,能不间断地开展监测工作[17,18]。
2013年1月和2月洪泽湖水体有结冰现象,叶绿素a浓度太低,因此采用3月-12月的遥感影像数据。
表1 2013年3月-12月的遥感数据影像
环境卫星 成像时间
HJ1B-CCD1-454-76-20130304-L20000964652 2013-03-04 02:30:18.94
HJ1B-CCD1-453-76-20130407-L20000976640 2013-04-07 02:22:12.93
HJ1A-CCD2-453-76-20130501-L20000987549 2013-05-01 02:05:01.10
HJ1B-CCD1-451-76-20130603-L20001004667 2013-06-03 02:12:37.49
HJ1B-CCD2-454-76-20130711-L20001020904 2013-07-11 02:12:54.0
HJ1B-CCD1-451-76-20130807-L20001033980 2013-08-07 02:05:40.64
HJ1B-CCD1-452-75-20130903-L20001046806 2013-09-03 02:07:02.27
HJ1B-CCD1-454-76-20131004-L20001065530 2013-10-04 02:11:32.75
HJ1B-CCD1-456-76-20131104-L20001077263 2013-11-04 02:14:37.02
HJ1A-CCD2-455-76-20131210-L20001097353 2013-12-10 01:55:20.96
2.2 数据处理方法
2.2.1 定标
定标是指建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。
使用环境小卫星数据读取补丁打开原始的XML数据