基于MODIS影像估算鄱阳湖泥沙浓度及其时空变化

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摘要 悬浮泥沙浓度是衡量水质的重要指标之一，估算其泥沙浓度及获得其在空间和时间上的分布信息对于保护与管理湖泊生态系统是有利的。该研究以鄱阳湖区域为例，利用MODIS遥感影像，并结合反演模型对鄱阳湖区域的悬浮泥沙浓度进行反演。结果显示：2010年鄱阳湖悬浮泥沙浓度呈明显的时间和空间分布特征。

关键词 鄱阳湖；MODIS；悬浮泥沙浓度；时空分布

中图分类号 P332.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）22-0206-01

Estimation of Poyang Lake Sediment Concentration and Its Temporal and Spatial Distribution Based MODIS Image

LIU De-kun QI Shu-hua

（College of Geography and Environment，Jiangxi Normal University，Nanchang Jiangxi 330022）

Abstract Suspended sediment concentration was one of the important parameters to evaluate water quality，evaluating and obtaining the information of temporal and spatial distribution was benefical to the management and protection of lakes ecosystem. Taking Poyang Lake area as an example，combined with inversion model，Poyang Lake area suspended sediment concentration was inversed by using MODIS remote sensing image，The results showed that the suspended sediment concentration of Poyang Lake had obviously temporal and spatial distribution characteristics in 2010.

Key words Poyang Lake；MODIS；suspended sediment concentration；temporal and spatial distribution

1 研究资料与方法

1.1 研究背景及意义

水体中悬浮泥沙是重要的水色因子之一，湖泊水体悬浮泥沙浓度直接影响湖泊生态条件，也影响水生生态条件和河口海岸带冲淤变化过程[1]。悬浮泥沙含量的研究直接关系到正确估算水土流失、航道港口的冲淤变化等重要问题。因此，对悬浮泥沙浓度监测研究，并获得其在空间和时间上的分布信息，对湖泊生态环境的研究具有重要意义[2]。

1.2 研究区域概况

鄱阳湖（东经115°50′～116°44′，北纬28°25′～29°45′）位于江西省北部，长江中下游南岸，鄱阳湖上承赣、抚、信、饶、修五河之水，下接长江，是一个过水性、吞吐型、季节性的湖泊，也是我国最大的淡水湖泊，其湿地面积占江西省湿地总面积的97.2%。

1.3 数据与方法

1.3.1 MODIS影像。MODIS中等分辨率成像光谱仪，是美国国家航空航天局NASA地球观测系统计划中的一个传感器。用于对陆表、生物圈等进行长期全球观测[3]。MODIS数据有3个特点：①空间分辨率和光谱分辨率高。②周期短，时间分辨率高。③MODIS数据全球免费，为科学研究提供了廉价且实用的资源。

1.3.2 遥感数据的获取。为了反演和分析鄱阳湖悬浮泥沙浓度，首先下载了覆盖鄱阳湖地区2010年的MODIS Terra地面反射率产品。选取了2010年3—12月之间获取的4景无云影像进行分析。主要包括3.12、6.11、9.17和12.31等4幅影像。

1.4 悬浮泥沙浓度反演

在ERDAS环境下，根据邬国锋等建立的悬浮泥沙浓度反演模型将经过预处理的数据进行悬浮泥沙浓度反演。反演模型公式为：SSC=-15.67+1 005.29R-15 858.70R2+86 236.23R3，其中R为红光波段反射率。利用建模Modeler，按照以下流程完成各月份的悬浮泥沙含量时空分布计算。

2 结果与分析

2.1 鄱阳湖枯水期泥沙分布

从鄱阳湖2010年枯水期12月的泥沙分布图来看。12月泥沙主要分布在东北湖湾区以及湖入河中心线上，泥沙呈线形分布且集中（图2）。

2.2 鄱阳湖平水期泥沙分布

从鄱阳湖3月泥沙分布图来看，为平水期，降水较丰水期少，但比枯水期多。3月悬浮泥沙主要分布在鄱阳湖的中心入江主要通道，东北湖湾区、北部河口地区、五大河入湖口区的泥沙分布较为集中（图2）。

2.3 鄱阳湖丰水期泥沙分布

鄱阳湖6月属于降水丰富的时期，9月由于长江进入丰水期。6月泥沙主要分布在鄱阳湖西部沿岸区域及北部湖口区域，总悬浮泥沙含量少。

9月属于长江大汛的时期，而鄱阳湖水位较长江水位低，河水倒灌于湖内。9月泥沙主要分布在入长江口处（图2）。

3 结论

利用一年的MODIS影像，研究鄱阳湖悬浮泥沙的时空分布，得出如下结论：①MODIS影像分析揭示了遥感技术在监测水体悬浮泥沙时空变化情况的可行性，反应了鄱阳湖2010年悬浮泥沙分布概况。②从MODIS遥感影像数据可知，丰水期悬浮泥沙浓度

4 参考文献

[1] 刘明良，张红梅.基于modis数据的悬浮泥沙定量遥感方法[J].国土资源遥感，2006，68（2）：42-45.

[2] 江辉，刘瑶.基于MODIS数据的鄱阳湖总悬浮物浓度监测分析[J].人民长江，2011，42（17）：86-90.

[3] 张倩，李国庆，于文洋.基于MODIS数据的水体提取算法研究与实现[J].南水北调与水利科技，2009，7（3）：51-54.

[4] 张洪燕.头道沟流域水文水资源[J].黑龙江水利科技，2012（8）：18-21.