近日，海洋科学学院水光学遥感课题组在水环境遥感监测领域取得新进展，相关文章《Satellite observations of suspended particulate matter concentration in Lake Gaoyou in the past four decades》在水环境领域权威期刊Water Research上在线发表。论文第一作者为2022级博士研究生王剑，通讯作者为孙德勇教授，合作作者包括王胜强教授、张海龙副教授、李正浩博士研究生、中科院空天信息研究院的李俊生研究员及江苏省苏力环境科技有限公司的张悦工程师。
悬浮颗粒物（suspended particulate matter，SPM）浓度是评价水环境的重要参数之一。目前湖泊水环境遥感监测缺乏长时间观测产品，阻碍了其持续监测。研究在项目支持下，对淮河流域高邮湖进行了多次现场观测，获取126组光学和水质同步观测数据，建立了稳健的悬浮物浓度遥感算法。接着将其运用到Landsat系列卫星数据（Landsat5 TM，Landsat7 ETM，Landsat8 OLI），利用457景数据（193 TM, 179 ETM + 和85 OLI）生成了四十年的湖泊悬浮物浓度数据集。结果表明：在过去40年，湖泊悬浮物浓度平均每年以1.35 mg L-1下降。这一显著变化主要归因于湖泊所在淮河流域水利工程实施（修建入海水道和水库）。此外，研究分析了湖泊与外界交换区域（天然入湖口、半阻塞入湖口和出湖口）的悬浮物浓度动态变化。通过40年统计数据表明天然入湖口悬浮物浓度年内变化主要受连接河流流量影响，而半封闭入口和出水口区域更多受到风场影响。
该项工作利用Landsat系列数据构建了卫星遥感长时间监测湖泊水环境的范例，阐述四十年来人类活动对湖泊水环境影响，为更好评估湖泊的管理提供重要参考。该研究得到国家自然科学基金委项目（42176179, 42176181, 42106176）支持。
1984年至2022年基于Landsat数据反演的高邮湖年平均悬浮颗粒物（SPM）浓度
(a)、(b) 和 (c) 分别展示了 Z1（天然入湖口区域）、Z2（半阻塞入湖口区域）和 Z3（出湖口区域）三个子区域的月平均悬浮颗粒物（SPM）浓度与月降水量的关系；(d)、(e) 和 (f) 分别描述了 Z1、Z2 和 Z3 区域的月平均 SPM 浓度与月平均风速的关联