東北地理所在入海口總懸浮顆粒物遙感反演研究中取得進展
入海口是保護海岸地貌的重要緩沖區(qū)域，支持重要的生態(tài)系統(tǒng)功能，比如，生物多樣性平衡、生物生產(chǎn)和生物地球化學(xué)等。沉積物傳輸在這些生態(tài)系統(tǒng)功能中扮演著重要的角色，調(diào)節(jié)著入海口的景觀和生境發(fā)展。總懸浮顆粒物（TSM）由有機物和無機物構(gòu)成，參與控制光照進入水體的深度，影響生態(tài)系統(tǒng)的光合作用與生產(chǎn)力。因此，TSM的準確估算對入海口生態(tài)系統(tǒng)管理是十分必要的。
當(dāng)前的入海口TSM遙感反演研究主要集中于單一的大型入海口，比如，長江入海口、黃河入海口或湄公河入海口等，反演模型具有一定的特殊性，模型的可移植性具有不確定性，而且構(gòu)建模型的預(yù)測變量多為單波段或波段運算的經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀Ｒ虼耍狙芯繌穆?lián)合國環(huán)境規(guī)劃署全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（https://gemstat.bafg.de/) 的6個位于入海口附近的中國河流監(jiān)測站點搜集了238個TSM數(shù)據(jù)，同時從GEE云平臺獲取相近時間的Landsat影像，提取238個TSM值對應(yīng)的遙感反射率信息。從北到南依次選擇了中國遼河入海口、黃河入海口、長江入海口、杭州灣入海口、閩江入海口和珠江入海口等環(huán)境差異較大的6個大型河流入海口作為研究區(qū)。針對不同入海口的TSM差異，選擇TSM=100 mg/L作為閾值，提出了一個針對中國主要河流入海口的混合預(yù)測模型和基于權(quán)重隨機森林的TSM制圖方法。混合預(yù)測模型提高了預(yù)測精度，預(yù)測R2比單一隨機森林模型提高0.3左右；權(quán)重隨機森林制圖方法考慮了單個像元的分類概率，避免了該像元TSM含量的高估或低估，使TSM空間分布圖更準確和平滑（圖1）。本研究的結(jié)果為中國大型河流入海口的TSM遙感估算提供了方法支撐，為更大尺度的入海口TSM遙感估算提供了堅實的研究基礎(chǔ)。
該研究成果發(fā)表在國際期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing上，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王翔博士為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
該研究得到了國家重點研發(fā)項目（2019YFC0409105）和國家自然科學(xué)基金項目（41730104, 41973070, 42171385）共同資助。
論文信息如下：
Xiang Wang, Zhidan Wen, Ge Liu, Hui Tao, Kaishan Song*. Remote estimates of total suspended matter in China’s main estuaries using Landsat images and a weight random forest model. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2022, 183, 94-110. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2021.11.001
圖1權(quán)重隨機森林和普通隨機森林制圖結(jié)果（a為權(quán)重隨機森林制圖結(jié)果，b為普通隨機森林制圖結(jié)果）
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