Zeitschrift für Fernerkundung und GIS

Abstrakt

Untersuchung der räumlich-zeitlichen Variabilität von Wasserqualitätsparametern in der Florida Bay mittels Fernerkundung

Mohammad Haji Gholizadeh, Assefa M Melesse

In dieser Studie wurden die biophysikalischen Parameter, die mit der Wasserqualität der Florida Bay in Zusammenhang stehen, anhand atmosphärisch korrigierter Daten untersucht. Das Hauptziel dieser Studie war die Überwachung und Bewertung der räumlichen und zeitlichen Veränderungen von vier Wasserqualitätsparametern: Trübung, Chlorophyll-a (Chl-a), Gesamtphosphat und Gesamtstickstoff (TN) unter Anwendung integrierter Fernerkundung, GIS-Daten und statistischer Techniken. Zu diesem Zweck wurden zwei Daten des Landsat Thematic Mapper (TM) aus den Jahren 2000 (13. Februar) und 2007 (31. Januar) und ein Datum des Landsat Operational Land Imager (OLI) aus dem Jahr 2015 (5. Januar) in der Trockenzeit sowie zwei Daten des TM-Daten aus den Jahren 2000 (7. August) und 2007 (28. September) und ein Datum des OLI-Daten aus dem Jahr 2015 (2. September) in der Regenzeit des subtropischen Klimas in Südflorida verwendet, um zeitliche und räumliche Muster und Dimensionen der untersuchten Parameter in der Florida Bay, USA, zu bewerten. Die gleichzeitig beobachteten Daten von vier untersuchten Parametern wurden von 20 Überwachungsstationen erhalten und für die Entwicklung und Validierung der Modelle verwendet. Die optischen Bänder im Bereich von Blau bis Nahinfrarot und alle möglichen Bandverhältnisse wurden verwendet, um die Beziehung zwischen der Reflektivität des Gewässers und den beobachteten Daten zu untersuchen. Die Vorhersagemodelle zur Schätzung der Chl-a- und Trübungskonzentrationen wurden unter Verwendung einer schrittweisen multiplen linearen Regression (MLR) entwickelt und ergaben hohe Determinationskoeffizienten in der Trockenzeit (R2=0,86 für Chl-a und R2=0,84 für Trübung) und moderate Determinationskoeffizienten in der Regenzeit (R2=0,66 für Chl-a und R2=0,63 für Trübung). Werte für Gesamtphosphat und TN wurden mit Chl-a- und Trübungskonzentration und einigen Bändern und ihren Verhältnissen korreliert. Gesamtphosphat und TN wurden unter Verwendung bestpassender multipler linearer Regressionsmodelle als Funktion von Landsat TM und OLI sowie Bodendaten geschätzt und zeigten einen hohen Determinationskoeffizienten in der Trockenzeit (R2=0,74 für Gesamtphosphat und R2=0,82 für TN) und in der Regenzeit (R2=0,69 für Gesamtphosphat und R2=0,82 für TN). Die MLR-Modelle zeigten eine gute Zuverlässigkeit bei der Überwachung und Vorhersage der räumlich-zeitlichen Schwankungen der untersuchten Wasserqualitätsparameter in der Florida Bay.