Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 2. С. 199-205
Использование спутниковых данных прибора MSI (Sentinel-2) для оценки концентрации хлорофилла а в Новосибирском водохранилище
1 Сибирский центр "НИЦ "Планета", Новосибирск, Россия
Одобрена к печати: 19.03.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-2-199-205
В работе исследуется возможность применения данных прибора MSI (Sentinel-2) для составления карт концентрации хлорофилла a в поверхностном слое внутренних пресных водоёмов на примере Новосибирского водохранилища. Расчёт концентрации проводился в программном комплексе SNAP при помощи стандартных нейросетевых алгоритмов C2RCC и C2X. Полученные значения сравнивались с натурными данными. Анализ результатов показал хорошее согласие данных in situ и рассчитанной концентрации хлорофилла a только для алгоритма C2X: коэффициент корреляции составил 0,77, а корень из среднеквадратической ошибки — 2,87 мг/м3. Характер распределения хлорофилла a в поверхностном слое водохранилища также согласуется с выводами предыдущих исследований, что концентрация хлорофилла a имеет очень широкий диапазон значений (от единиц до сотен миллиграмм на кубический метр). На карте распределения хлорофилла a, полученной по спутниковым данным, хорошо выделяются зоны с экстремально высокими значениями концентрации: Бердский залив и пролив, перекрытый дамбой в районе с. Чингис. Высокие значения концентрации хлорофилла a в Бердском заливе подтверждаются натурными данными. В верхней части водохранилища близ с. Чингис экспедиционные замеры не выполнялись. Спутниковые данные MSI могут служить основой для планирования наземных экспедиций, так как позволяют получать карты характеристик водного объекта целиком и выявлять зоны с максимальными значениями концентрации хлорофилла a.
Ключевые слова: хлорофилл a, MSI, Sentinel-2, эвтрофикация, водохранилище, водоём
Полный текстСписок литературы:
- Буканова Т. В. Тенденции эвтрофирования юго-восточной части Балтийского моря по спутниковым данным: дис. … канд. геогр. наук. Калининград, 2014. 142 с.
- Ермолаева Н. И., Двуреченская С. Я. Изучение качества воды на отдельных участках новосибирского водохранилища с повышенной экологической напряженностью (на примере Бердского залива) // Состояние и проблемы экологической безопасности Новосибирского водохранилища: сб. тез. конф. Новосибирск, 2012. С. 25–26.
- Савкин В. М., Двуреченская С. Я., Ермолаева Н. И., Киприянова Л. М., Кириллов В. В., Романов Р. Е., Попов П. А., Шлычков В. А., Яныгина Л. В., Атавин А. А., Булычева Т. М., Визе А. М., Горгуленко В. В., Гранкина Т. Б., Дьяченко А. В., Жердева Т. В., Зарубин Е. Ю., Ким Г. В., Ковалевская Н. М., Ковешников М. И., Кондакова О. В., Котовщиков А. В., Крылова Е. Н., Ларикова Н. В., Овчинникова Т. Э., Рыбкина И. Д., Семчуков А. Н., Соколов М. И., Стоящева Н. В., Федорова Е. А., Хабидов А. Ш., Эйрих А. Н. Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища / отв. ред. О. Ф. Васильев. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. 383 с.
- Суторихин И. А., Литвиненко С. А. Спектральная прозрачность Новосибирского водохранилища в летний период 2017 г. // Естеств. и техн. науки. 2017. № 12. С. 175–177.
- Ansper A., Alikas K. Retrieval of Chlorophyll a from Sentinel-2 MSI Data for the European Union Water Framework Directive Reporting Purposes // Remote Sensing. 2019. V. 11. Iss. 1. P. 64.
- Brockmann C., Doerffer R., Peters M., Stelzer K., Embacher S., Ruescas A. Evolution of the C2RCC neural network for Sentinel 2 and 3 for the retrieval of ocean colour products in normal and extreme optically complex waters // Proc. Living Planet Symp. 2016. ESA-SP. V. 740. P. 54.
- Ogashawara I., Mishra D. R., Gitelson A. A., Remote sensing of inland waters // Bio-optical modeling and remote sensing of inland waters. Amsterdam: Elsevier, 2017. P. 3–5.
- O’Reilly J. E., Werdell P. J. Chlorophyll algorithms for ocean color sensors — OC4, OC5 and OC6 // Remote Sensing of Environment. 2019. V. 229. P. 32–47.