第31卷，第5期 2011年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy andSpectral Analysis
积雪污染物含量高光谱遥感监测研究
Vol. 31,No. 5, pp1318-1321
May,2011
场旭光1.2，刘殿伟"，张柏"，杜嘉1，雷小春2，曾丽红1.2，王远东1,2，宋开山1
1.中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春130012 2.中国科学院研究生院，北京100049
摘要积雪中的污染物含量可以用来反映区域和全球范围内人类活动对环境的污染，但是迄今为止，对大范围或人类活动难以到达的地区进行积雪污染物含量时空监测的研究尚不多见。文章通过模拟大气沉降实验，应用光谱学技术分析了不同污染物含量对积雪反射光谱的影响，面后分别利用构建特征指数法、主成分分析法、BP神经网络以及RBF神经网络模型对积雪污染物含量预测，表明神经网络模型结合高光谐退感数据方法能够较为准确地估算积雪污染物含量。
关键词高光谐遥感；积雪污染物含量；主成分分析；神经网络
DOI; 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2011)05-1318-04
中图分类号：X87;TP79
文献标识码：A
及其变化。相比设立人为监测点，遥感具有覆盖范围大、分
引言
积雪在陆地表面分布广泛，具有很高的反射率及强热辐射和高绝热性，直接影响着地面和大气温度、地表反射率和土堰凝度，进而影响地-气系统的辐射平衡，是气候系统的重要因子1}，积雪由冰、空气及湿雪所含水分构成，其中以冰粒为主。积需光谱受很多因素的影响，包括雪粒径、下垫面状况、需中所含杂质、雪水当等)。目前对积雪的研究主要集中在雪深、需粒径及雪水当量方面，同时借助于遥感对积需参数进行大范围估测[23]。
而实际上，积雪不仪影响能量平律衡和水循环，面且也能直接影响当地、区域以及全球环境范围内的化学行为(4.5)。降需在从空气中清除粉尘等固体颗粒物方面具有重要的作用，降雪的过程就是污染物的湿沉降过程。另外，大气污染物还可通过大气干混沉降作用到达积雪等地表环境介质中()。因此，积雪中保存的污染物含量可以用来反映区域和全球范围内人类活动对环境的污染等[79]。有资料表明]，即使远离人类污染源受人类活动污染最轻的南极地区，其积雪中也含有人为污染物。最新研究成果表明"]，来自南亚的黑碳等污染物在青凝高原冰川的沉降加速了冰川的融化，对气候环境带来重大的影响。但汽今为止，对积雪污荣物含量的时空变化研究尚不多见]，人为设点监测由于受采样密度的限制，难以有效地反映大范围积雪污染物含量的空间分布
收稿日期：2010-06-23，修订日期：2010-09-20
辨率高、不受气候和地理条件的限制、客观真实地反映地物信息等优势，可以用来快速监测全球和区域积雪污染物含量。本文拟通过模拟大气沉降实验，尝试应用光谐学技术分析不同污染物含量对积雪反射光谱的影响，找出敏感波段并利用统计学方法构建积雪污染物含址待征指数，同时分析主成分光谱的生物学意义，并将其估算效果与神经网络法进行比较以提高估算精度，为进一步结合大尺度遥感数据进行时空监测英定基础。
数据来源与处理 1
1.1实验设计
模拟大气况降实验在新需表面使用--个直径为55cm的模板圈定研究的区域，共设计了13个处理对象，通过人工控制施微量来模拟大气降尘，均匀微在所要研究的积雪表面， 1~10号样点加人的粉尘依次为10，20g一直到100g，为加大对比，11和12号样点加人的粉尘质量为150和200g，另外包括一个自然雪。每次采集光谱后，对样点使用直径为5 cm的隔柱形铁桶及配套小铲进行采样，每个样点取表层1 cm积雪，及时使用精度为0.0001g的电子称进行称重，之后放入烤箱80℃下烘烤8h，直到水分蒸十为止，再次称重
后计算积雪污染物含量(mg·cm"")。 1.2光谱数据获取及处理
基金项自：中国科学院知识创新工程项目(KZCX2-YW-QN305)和国家重点基础研充发履计划专题（2009CB421103资助
作者简介：汤旭光，1986年生，中国科学院东北地理与农业生态研充所博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail:songks@neigae.ac.cn
e-mail;tang11100@163.com