城市黑臭水体遥感监测及应用

鉴于上述城市黑臭水体的光学特征，多种黑臭水体识别方法被提出。然而我国自2015年后才有学者开始城市黑臭水的体调查研究，如曹红业等(2017)先后在长春、沈阳、北京、常州、无锡、杭州实地采集高光谱数据，并利用光谱指数法识别黑臭水体，重度黑臭、轻度黑臭、一般水体的验证率依次为83.3%、57.1%、87.5%。温爽等(2018)在南京(55个点)实地获取高光谱数据，模拟为GF－2多光谱数据后，采用多种方法建立识别模型，其中差值指数DBWI、归一化指数NDBWI算法精度较高，验证率分别为90.7%、93.02%。

我们通过对南宁市黑臭水体进行光谱分析，发现黑臭水体归一化指数(NDBWI)可以很好地识别城市黑臭水体，图22-12为2018年城市黑臭水体和一般水体NDBWI指数分布图，黑臭水体的NDBWI值要高于一般水体的NDBWI，NDBWI的计算公式为式中，Rrs(Green)和Rrs(Red)分别为高分二号影像第二、第三波段大气校正后遥感反射率值，实际计算中使用辐射校正和大气校正后多光谱影像的光谱值，计算得到的NDBWI指数为无量纲值。

鉴于黑臭水体和一般水体的NDBWI值的差异，利用NDBWI值对南宁市2018年的黑臭水体进行识别，结果如图22-13所示。

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图22-12　南宁市2018年城市黑臭水体和一般水体NDBWI指数分布

图22-13　南宁市2018年城市黑臭水体识别结果

虽然利用遥感技术可以实时、动态地进行城市黑臭水体的监测，但是黑臭水体遥感监测依然存在一些问题，如水体信号弱、河道窄小、河道上方树木覆盖、大量阴影覆盖和邻近效应等，这些都会影响城市黑臭水体识别的准确率，也是我们未来需要解决的重要问题。