1材料与方法

1.1 供试材料

供试黑藻为水鳖科多年生沉水草本，茎圆柱形，表面具有纵向细棱纹，质较脆。叶多以3～ 8枚轮生，叶片绿色，线形或长条形，长7～ 17mm、宽约1～1.8mm，常具紫红色或黑色小斑点,先端锐尖，边缘锯齿明显，无柄，具腋生小鳞片和明显主脉1条。黑藻广布于亚欧大陆热带至温带大陆地区，常见于水沟、沼泽、池塘、湖泊、水库和河道等静水或缓流水环境中，适宜水深为0.5～ 3.0m。其耐污性和适应性强、繁殖快。相对于同类沉水植物苦草(Vallisneriaspiralis)，黑藻具有较强的竞争优势，在上海地区分布广泛，而且对水体环境具有很好的指示作用。黑藻目前已被用于富营养化水体的生态修复和水产养殖饲料的种植。

1.2 试验方法

试验在华东师范大学校园丽娃河边空旷地进行。将黑藻移栽到装满河泥的圆柱形托盘(d= 60cm,h= 10cm)中，放入装有自来水的试验圆桶(d底部= 123cm,d上部= 138cm,h= 95cm,V= 1 200L)中培养备用。15天后，托盘中黑藻群落平均高度为30cm，盖度为70%，鲜质量为2kg左右。将1个试验圆桶中全部注入洁净自来水，通过绳索固定托盘,放入试验圆桶水体中，调整托盘中黑藻群落冠层顶端距水面为30cm，测定黑藻群落光谱反射率，作为试验的对照。然后通过注入不同体积已测悬浮物浓度(suspendedmatterconcen-tration,SMC)的丽娃河水，人工调控水体中的悬浮物浓度。各处理按照悬浮物浓度顺序依次为SMC1、SMC2、SMC3、SMC4、SMC5和SMC6，其中SMC1为对照,不加含有悬浮物的丽娃河水。实验中实测的水体悬浮物浓度分别为2.0、26.7、34.7、42.0、54.0和72.0mg·L^- 1。

1.3 光谱测定

使用便携式地物光谱仪，测定不同悬浮物浓度水体中沉水植物的光谱反射率。光谱仪的波段覆盖350～2500nm，其光谱分辨率在700nm为3nm，1 400nm和2 100nm为30nm，采样间隔在350～ 1 000nm内为1.4nm，1 000～ 2 500nm内为2nm。传感器探头全视场角(FOV)为25°。测定沉水植物光谱反射率前，用黑色棉布贴在试验圆桶的底部和周壁，以消除试验圆桶底部和周壁对光的反射和吸收。在天空晴朗，气温14℃ ～ 25℃ ，阳光几乎直射的条件下，测定不同悬浮物浓度条件下的黑藻群落光谱反射率。测定时，将探头垂直置于水面1m之上进行光谱采集，每次测定10个光谱数据.每次测定前，使用白板(反射率为98%)作为漫反射参考板进行优化，并将光谱数据转化为反射率。

1.4 悬浮物浓度测定

水体中悬浮物浓度的测定采用过滤重量法，滤膜直径47mm、孔径0.45μm。40℃条件下烘干过滤前后的滤膜至恒量，差量法计算悬浮物的质量，根据过滤水样的体积折算出水体中悬浮物浓度。

1.5 数据分析

由于沉水植物反射光谱在。

2结果与分析

2.1 不同悬浮物浓度条件下的黑藻反射光谱特征

从图1可以看出,在不同悬浮物浓度条件下,黑藻群落的反射率随着水体中悬浮物浓度的增加而上升.黑藻群落的光谱反射曲线显示,黑藻群落在蓝光波段和红光波段有较强的吸收,形成了两个吸收谷。

图1　水体中不同悬浮物浓度条件下黑藻群落的光谱特征

在绿光波段则形成了明显的反射峰。与典型陆生植被的反射光谱曲线相比,沉水植物黑藻群落在近红外波段的光谱反射率比在可见光波段光谱反射率要低,没有形成类似陆生植被在近红外波段的反射高原区,而是在近红外波段演变为两个反射峰,分别位于712nm和815nm附近。

2.2 水体中悬浮物浓度和悬浮物光谱反射率的回归分析

对水体中不同悬浮物浓度与黑藻群落光谱反射率的相关分析表明，在400～ 900nm范围内，两者之间均为显著相关(P

2.3 水体中悬浮物浓度对黑藻群落反射光谱影响的修正

在蓝光波段、绿光波段、红光波段和近红外波段水体中，由于悬浮物浓度与其相应的光谱反射率之间均能建立较好的线性关系，因此可以利用这4个波段所建立的线性方程对水体中悬浮物浓度对黑藻群落的反射光谱影响进行修正。

图2　水体中不同悬浮物浓度与黑藻群落光谱反射率的相关系数

图3　水体中不同悬浮物浓度与反射光谱之间的回归分析

在实际测量中得到的黑藻群落光谱反射率包括了黑藻群落自身的光谱反射率和水体中悬浮物的光谱反射率两部分。因此可以利用上述水体中不同悬浮物浓度与其相应的光谱反射率的回归方程,分别修正水体中悬浮物浓度对黑藻群落反射光谱的影响。

yB=ym-(0.0004x- 0.0056) (1)

yG=ym-(0.0009x- 0.0119) (2)

yR=ym-(0.001x- 0.0188) (3)

yNIR=ym-(0.001x- 0.0259) (4)

式中：yB、yG、yR和yNIR分别为在蓝光、绿光、红光和近红外波段，修正后的水体中悬浮物对黑藻群落影响后的光谱反射率；ym为不同悬浮物浓度条件下黑藻群落在4个波段的实测光谱反射率；x为水体中悬浮物浓度。

3 讨　　论 

3.1 不同悬浮物浓度条件下的黑藻群落光谱特征

在可见光波段，与陆生植被的反射光谱特征相比，沉水植物黑藻群落在不同悬浮物浓度水体中的反射光谱具有与陆生植被反射光谱类似的光谱特征。其主要表现：在蓝光波段和红光波段，前者由于植物色素和水体黄色物质的吸收，后者由于叶绿素a较强的吸收，分别形成了一个吸收谷；在绿光波段，由于沉水植物光合色素弱吸收和水体中悬浮物质散射的共同作用形成了明显的绿峰现象。而在近红外波段，由于水体中悬浮物质可能吸附在叶片表面，改变了植物的结构，从而降低了黑藻群落在近红外波段的光谱反射率。黑藻群落在近红外波段的光谱反射率要低于可见光波段的反射率，没有表现出陆生植被反射光谱典型的近红外高原区这一独有的特征。在红光波段和近红外波段，由于水体本身和水体中悬浮物等物质对光的吸收和反射等作用，出现了双峰的现象。其中，在700nm附近的反射峰是由于水体和叶绿素a的吸收系数之和在该处为最小所形成的，而在800nm附近的反射峰则是由水体中悬浮物等物质对光的反射所引起的。

3.2 不同悬浮物浓度对黑藻群落反射光谱的影响

专家学者在分析厦门近海岸悬浮物污染状况的研究中，利用红光波段与悬浮物浓度之间的线性关系，发现随着水体中悬浮物浓度的增加，水体的光谱反射率也会增大本。研究结果表明，随着水体中悬浮物浓度的增加，黑藻群落的光谱反射率也呈现相应的增加，在400～ 900nm范围内所有的波段都为显著相关(P

3.3 不同悬浮物浓度对沉水植物反射光谱影响的修正

水体悬浮物浓度是影响沉水植物光谱特征和遥感监测的重要水环境因子之一。某学者利用便携式光谱辐射计的实测光谱数据，模拟建立了水体光谱反射率的分析模型，较准确地估算了水体的悬浮物浓度。利用地物光谱仪在巢湖进行了光谱测量和同步水质采样分析，发现利用单波段反射率建立回归方程可以估算内陆水体中的悬浮物浓度。上述研究探讨了水体悬浮物浓度与其对应的光谱反射率之间的定量关系，并较准确地估算了水体中悬浮物浓度。因此，利用遥感技术大尺度实时监测沉水植物的分布及动态，需要修正水体中悬浮物浓度对沉水植物反射光谱特征的影响，研究二者之间的定量关系。本研究通过实验分析了不同悬浮物浓度对黑藻群落反射光谱特征的影响，分别在蓝光、绿光、红光和近红外4个波段建立了水体中不同悬浮物浓度与黑藻群落光谱反射率之间的定量关系，从而可以修正水体中不同悬浮物浓度对沉水植物反射光谱的影响。在实际应用中,可利用地物光谱仪测定沉水植物盖度或生物量与其光谱特征的关系以及对富含悬浮物水体中沉水植物的反射光谱进行修正，消除水体中悬浮物对沉水植物反射光谱的影响。再结合遥感影像的解译、分析和反演,进而进行大尺度遥感监测沉水植物的分布和动态变化。当然，在野外实际应用中，沉水植物的光谱特征往往还受到水体其他理化特性如水体深度、底质、叶绿素浓度等的影响,因此这些因素对沉水植物反射光谱所产生的影响还有待于进一步的研究。

推荐：

莱森光学- iSpecHyper-VM系列无人机机载高光谱成像系统

莱森光学-多旋翼无人机高光谱成像系统iSpecHyper-VM系列是一款基于小型旋翼无人机的高性能机载高光谱成像系统。

莱森光学-多旋翼无人机高光谱成像系统光谱范围400-1000nm/900-1700nm，由高性能高光谱相机、稳定云台、高清相机、GNSS模块、机载控制与数据采集模块、机载供电模块、地面站模块等部分组成。核心载荷高光谱相机完全自主研发，采用1英寸大靶面CCD图像传感器具有高光谱分辨率、高灵敏度、大视场及优异的成像性能，配合定制开发的高性能稳定云台，能够有效降低飞行过程中无人机抖动引起的图像扭曲与模糊；同时与GPS同步触发，实现可见光照片匹配同步GPS信息；通过地面实时数据平台实时观测飞行器采样点并可利用地面端设置采集的航线预览及矫正功能；有辐射度校正、反射率校正、区域校正等批处理能力。辅助相机可实时可见、监控拍摄效果，有图像实时回传功能；有辐射度校正、反射率校正、区域校正等批处理能力，光谱相机控制、数据采集、自动曝光、自动扫描速度匹配、辅助摄像头功能、支持远程遥控、支持巡航、惯导采集模式，数据支持Envi等主流遥感软件，实时常用植被指数计算功能、光谱及图像数据预览、建库、建立指标解译库等功能。

莱森光学-多旋翼无人机高光谱成像系统与大疆M600 pro/M300RTK无人机完美适配，支持同类型的多种无人机；系统支持配件升级及定制化开发，为教育科研、智慧农业、林业调查、水环境监测、目标识别、军事反伪装等行业高端应用领域提供高性能解决方案。

详情可见：http://www.lisenoptics.cn/wrjjzggpcxxt/833.html

莱森光学- iSpecHyper-VS系列高光谱成像相机/便携式高光谱成像系统

莱森光学-iSpecHyper-VS系列高光谱成像相机是莱森光学（LiSen Optics）专门用于公安刑侦、物证鉴定、精准农业、矿物地质勘探等领域的最新产品，主要优势具有体积小、帧率高、独有高光通量分光设计、信噪比灵敏度高、大靶面探测器、高像质等特点。iSpecHyper-VS采用了透射光栅外置推扫或内置原理高光谱成像，系统集成高性能数据采集与分析处理系统，高速接口传输，全靶面高成像质量光学设计，物镜接口为标准C-Mount，可根据用户需求更换物镜。iSpecHyper-VS系列高光谱成像相机，广泛应用于公安刑侦、物证鉴定、精准农林、遥感遥测、 工业检测、 医学医疗、采矿勘探等各领域。

莱森光学-iSpecHyper-VS系列高光谱成像相机/便携式高光谱成像系统主要技术特点

² 光谱范围400-1000nm或900-1700nm，分辨率优于3nm

² 独有高光通量分光成像设计、信噪比灵敏度高

² 高性能CMOS/CCD/InGaAs（TE Cooled）图像传感器，数据格式支持ENVI，支持多区域ROI

² 可选配电控自动对焦技术、自动曝光、自动成像扫描匹配

² 全靶面高成像质量光学设计，点列斑直径小于0.5像元

² 多种焦距物镜镜头（12.5/25mm/35mm/75mm）可根据用户需求更换物镜

² 多种光学附件可选：户外太阳光源、实验室太阳匀化光源工作台、三脚架（野外专用）、数据线、电源线、电源（外置电源模块）、仪器便携式手提箱（定制三防箱）、专业高光谱采集软件

详情可见：

http://www.lisenoptics.cn/wrjjzggpcxxt/834.html

莱森光学- iSpecField-系列手持式/便携式地物光谱仪

莱森光学-iSpecField系列地物光谱仪是莱森光学（LiSen Optics）专门用于野外遥感测量、土壤环境、矿物地质勘探等领域的最新明星产品，由于其操作灵活、便携方便、光谱测试速度快、光谱数据准确是一款真正意义上便携式地物光谱仪。iSpecField系列地物光谱仪光谱范围250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，采用了工业级触控显示屏手柄探头，手柄探头同时采用了独有光学设计内置摄像头（相机）、GPS、激光指示器、内置光学快门控制，同时地物光谱仪主机与工业级触控显示屏手柄探头一体化设计，可野外现场直接进行地物光谱操作测量，野外操作更加便捷方便，非常适合复杂的野外地物光谱测量。

莱森光学-iSpecField系列地物光谱仪主要技术特点

² 光谱范围250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，固定全息光栅一次性快速扫描分光

² 2048像素面阵BT-CCD，256/512像元InGaAs，高像素双路探测器同步测量，光谱精度高、分辨率高

² 主机与工业级触控显示手柄探头一体化结构，野外测量无需额外电脑，操作灵活

² 最短积分时间30微秒，测量动态范围大，7吋高清触控显示远程触发一键测量

² 内置＞800万像素自动对焦摄像头（相机）、GPS、激光指示器、内置光学快门控制

² GPS定位、地物图像、角度测量、距离测量、空气温湿度测量与光谱实时对应同步

² SpecAnalysis专用地物分析软件，兼容ENVI、TSG、Arcgis等第三方工具软件，嵌入了USGS数据库和NDVI等13个植被指数

² 丰富测量光学配件：标准白板/灰板、叶片透射夹、矿物土壤专用探头、手枪式光纤探头、室内太阳光源、视场角镜头、BRDF测量附件、透反射实验室支架装置、远程触发器等可满足野外和实验室测量需求，可实现透射反射率、辐照度、辐亮度等测试

² 大容量电池，续航时间4-5小时，供电电池模块可拆卸，可配置备用电池模块，满足长时间野外测量

详情可见：

http://www.lisenoptics.cn/scsdwgpy/770.html