作者：刘晓峰 段洪涛 马荣华空间异质性尺度效应分形半方差变异函数太湖
摘要：空间异质性的存在，会导致水质参数遥感反演中的尺度效应，影响反演精度，因此通过分析水质参数空间异质性，对于选择适当分辨率的遥感影像，提高反演精度具有重要意义．通过2008年10月在太湖布置的3个样方，利用GIS地统计学原理和分形维数的方法，对水质遥感反演中的三要素浓度，包括叶绿素a（Chl．a）、总悬浮物（TSM）和溶解有机碳（DOC）的空间异质性及其可能产生的尺度效应进行了研究．结果表明：太湖水体的三要素浓度在不同样方单元中变异系数相差较大，存在着明显的尺度效应；三个样方内Chl．a变异函数曲线斜率在变程范围内变化都较为剧烈，分形维数较高，说明太湖水体Chl．a受到某种起主导作用的生态过程的影响和控制；Chl．a和TSM的空间结构比例都在90％左右，有较强的空间相关性，表明其空间异质性的产生主要是由于结构性因素引起的，随机性因素作用微弱；DOC空间结构比例较小，说明随机性因素对其空间异质性的产生起了主导作用．三个样方中Chl．a的变程分别为147．3m、129．3m和115．0m，TSM的变程分别为1131．7m、130．6m、149．1m，因此在遥感反演中可选择TM影像，选择5×5窗口，以150m×150m作为基本单元；而DOC的变程分别为34．3m、38．5m、26．4m，表明其自相关距离较小，建议直接选择分辨率为30m的TM影像，使实际测量值与遥感影像最小单元相对应，消除反演过程中的尺度效应带来的误差．该研究也表明，MODIS的像元尺寸（250、500、1000m）明显偏大，在太湖水体三要素反演过程中，由于空间异质性引起的尺度效应，会造成一定的误差．
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