基于光谱技术的太湖蓝藻预警因子研究

-6-第25卷第2期苏州市职业大学学报Vol.25，No.22014年6月JournalofSuzhouVocationalUniversityJun.，2014基于光谱技术的太湖蓝藻预警因子研究方立刚1，梁柱2(1.苏州市职业大学计算机工程学院，江苏苏州215104；2.苏州市环保局环境监测中心，江苏苏州215004)摘要：针对近年来太湖富营养化过程的逐渐加剧，湖泊的沉积物中N、P、C含量大幅上升，导致藻类大量繁殖并形成水华现象.2011年4月在太湖进行采样和测量，总共获取44个采样点数据，利用紫外、中红外光谱法对太湖蓝藻预警因子总氮、总磷、叶绿素a进行快速测定，构建太湖的水质参数与光谱的关系模型.实验分析结果可以看出：太湖蓝藻预警因子是预测蓝藻及蓝藻水华产生的重要参数；基于中红外光谱的水体总氮和叶绿素a浓度模拟精度较高(R2>0.62)；基于紫外的水体总氮、总磷、叶绿素a浓度的模型模拟值与真实值的相关性达到0.78以上.研究表明，基于紫外、中红外光谱法可以快速测定太湖蓝藻预警因子总氮、总磷、叶绿素a，从而预测太湖蓝藻是可行的.关键词：太湖；总氮；总磷；叶绿素；模型中图分类号：TP7文献标志码：A文章编号：1008-5475(2014)02-0006-05OnEarlyWarningIndicatorsoftheBlue-greenAlgaeinTaihuLakeUsingReflectanceSpectroscopyFANGLi-gang1，LIANGZhu2(1.SchoolofComputerEngineering，SuzhouVocationalUniversity，Suzhou215104，China；2.TheEnvironmentalMonitoringCentralStation，SuzhoutheEnvironmentalProtectionAgency，Suzhou215004，China)Abstract：Inrecentyears，aseutrophicationofTaihuLakemountsup，increasingN，P，Ccontentsinlakesedimentsleadtoalgaeblooms.Forty-fourtypicalstationswereselectedtomeasureultravioletandmid-infraredspectroscopyinTaihuLakeinApril，2011andthreewaterqualityparameterswereanalyzedbyeverystation，includingTotalPhosphorous(TP)，TotalNitrogen(TN)，Chlorophyll-a(CHL)inthestudy.Thecorrelationsbetweenthewaterqualityparametersandmid-infraredreflectancewereanalyzedbasedonsynergyintervalpartialleastsquares(SiPLS).Theresultsshowthat，forTNandCHL，theSiPLSmodelshavethesmallestRMSE，andTNandCHLcanbedetectedefficientlybyinsitumid-infraredspectralanalysis(R2>0.62).Similarly，TN，TPandCHLcanbemonitoredefficientlybyultravioletbandswithSiPLSmodels(R2>0.78).Thestudyindicatesthatearlywarningindicatorsoftheblue-greenalgaecanbemonitoredbyultravioletandmid-infraredspectroscopytechnology，whichcanprovidethewatersupplyandconservancyauthoritieswithreferencedspatialinformationtomanagewaterresources.Keywords：TaihuLake；TN；TP；CHL；model收稿日期：2014-03-05；修回日期：2014-03-25基金项目：江苏省环境监测科研基金资助项目(0905)；苏州市科技计划项目(SYN200901)作者简介：方立刚(1980-)，男，安徽歙县人，副教授，博士，主要从事环境遥感监测与计算机模拟研究.-7-2014年第2期由于氮、磷肥在陆地生态系统的集中使用，再加上工业中大量使用含磷的食品添加剂，使排放的污水富