БИООПТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИ МЕЛКИХ ВОД ОЗЕРА МИЧИГАН.

Abstract

Озеро Мичиган относится к олиготрофному типу водоемов. Сильнее всего это проявляется в прибрежной зоне, где гидрологический режим вод формируется под действием различных природных и антропогенных факторов, протекающих на водосборной территории. Влияние дна достаточно сильно искажает регистрируемый спутником сигнал, препятствуя выполнению дистанционного зондирования параметров качества воды в этой части озера. Для извлечения из спутниковых снимков параметров качества воды в оптически мелких районах озера Мичиган был разработан новый биооптический алгоритм. Он основан на модели переноса излучения, гидрооптической модели озера Мичиган и многомерной оптимизации и позволяет получать оценку концентрации всех основных оптически активных веществ (ОАВ) в областях с различным типом дна: песок, ил, макрофиты (Chara или Cladophora) и известняковая галька. Тестирование алгоритма показало, что при очень низких концентрациях ОАВ (менее 0,01 в соответствующих единицах измерения) оптическое влияние дна становится незначительным при глубине около 20 метров. В воде с более высокими концентрациями взвешенного вещества (ВВ) и хлорофилла влияние дна становится неразличимым при глубине ~10 м. Тестирование чувствительности алгоритма к шуму показало, что чем меньше толщина исследуемого водного столба и чем выше альбедо дна, тем выше погрешность восстановления концентраций ОАВ. Например, в случае песчаного дна и глубины 5 м погрешность в 10 % при оценке альбедо дна приводит к ошибкам в 18, 28 и 10 % при восстановлении хлорофилла, ВВ и окрашенного растворенного органического вещества соответственно.

Keywords

• дистанционное зондирование
• спектральное отражение
• альбедо дна
• оптически мелкие воды
• лимнология
• озеро мичиган