ГЛОРИЯ

Mar 29, 2023

Научные данные, том 10, Номер статьи: 100 (2023) Цитировать эту статью

7902 Доступа

1 Цитаты

73 Альтметрика

Подробности о метриках

Авторская поправка к этой статье опубликована 6 апреля 2023 г.

Эта статья была обновлена

Разработка алгоритмов дистанционного зондирования качества воды (ДЗСК) требует большого количества натурных данных для учета биогеооптического разнообразия внутренних и прибрежных вод. Набор данных сообщества GLObal Reflectance для визуализации и оптического зондирования водной среды (GLORIA) включает 7572 тщательно подобранных гиперспектральных измерения отражательной способности дистанционного зондирования с интервалом 1 нм в диапазоне длин волн от 350 до 900 нм. Кроме того, предусмотрено, по крайней мере, одно совмещенное измерение качества воды по содержанию хлорофилла а, общего содержания взвешенных веществ, поглощения растворенными веществами и глубины Секки. Данные были предоставлены исследователями, связанными с 59 учреждениями по всему миру, и получены из 450 различных водоемов, что делает GLORIA де-факто центром знаний об оптическом разнообразии прибрежных и внутренних вод in situ. Каждое измерение документируется с подробными методологическими подробностями, что позволяет пользователям оценить соответствие назначению и предоставляет справочную информацию для практикующих специалистов, планирующих подобные измерения. Мы предоставляем открытый и бесплатный доступ к этому набору данных с целью содействия научному и технологическому прогрессу в направлении оперативного регионального и глобального мониторинга RSWQ.

Свет солнца, отраженный обратно через границу раздела вода-воздух, несет характерные спектральные характеристики нескольких ключевых компонентов качества воды благодаря их свойствам поглощения и рассеяния в зависимости от длины волны1,2. Хлорофилл а, общее количество взвешенных веществ и цветные растворенные органические вещества являются доминирующими оптически активными компонентами внутренних и прибрежных вод3,4 и общими показателями качества воды, используемыми для управления экосистемами и общественного здравоохранения5,6,7,8. Точные измерения спектральной отражательной способности (т.е. восходящего излучения, нормализованного по нисходящему солнечному излучению) являются основой для синоптических и экономически эффективных приложений мониторинга окружающей среды с использованием спутниковых датчиков, автоматических датчиков, установленных вблизи поверхности воды, и портативных инструментов для ручных полевых исследований9.

Космические приборы дают точные оценки хлорофилла А и обратного рассеяния частиц в открытом океане с конца 1990-х годов на основе данных датчика с широким полем зрения Sea-viewing (SeaWiFS), за которым последовали многие другие, включая систему визуализации среднего разрешения. Спектрометр (MERIS) и спектрорадиометр для получения изображений среднего разрешения (MODIS) в 2000-х годах, а также прибор для определения цвета океана и суши (OLCI) и комплект радиометров для получения изображений в видимом инфракрасном диапазоне (VIIRS) за последнее десятилетие10,11,12,13,14,15, 16,17. Однако в прибрежных и внутренних водах неопределенности в этих оценках обычно намного выше из-за факторов, которые включают в себя различные атмосферные воздействия, рассеянный свет от прилегающих участков суши, потенциально некоррелированную изменчивость оптически активных компонентов и, на оптически мелководье, отражение от дна9, 18,19,20. Кроме того, использование изображений с грубым разрешением и номинальным разрешением около 1 км ограничено в прибрежных и узких системах, где современные миссии с высоким разрешением, такие как Landsat-8 и Sentinel-2, обеспечивают достоверные наблюдения21. В целом, определение качества воды в озерах, реках, эстуариях, лагунах и прибрежных прибрежных водах остается активной областью исследований, где необходимы улучшения, чтобы спутниковые наблюдения могли реализовать свой потенциал и стать частью рутинных программ мониторинга состояния экосистем, тенденций, и системы оповещения общественного здравоохранения22,23,24,25,26.

Большие и глобально репрезентативные наборы данных in situ необходимы для разработки и проверки биооптических алгоритмов для поддержки крупномасштабного мониторинга с использованием технологий спутникового наблюдения Земли. Такие наборы данных особенно скудны и географически разрознены по внутренним и прибрежным водам, поскольку радиометрические измерения не являются частью большинства обычных программ отбора проб, а многие озера удалены и труднодоступны.