背景介紹

衛星遙感技術在內陸水體水質監測中具有重要作用，可以大范圍、較快速、低成本地實現主要水質參數的反演。但內陸水體水質監測也對衛星遙感技術提出了較高要求：小型水體需要較高的空間分辨率；快速變化的水質要求較高的時間分辨率；復雜多變的水體光學特性要求較高的光譜分辨率。因此，同時滿足高空間、高時間、高光譜分辨率的衛星數據在內陸水體監測中具有巨大的優勢。

藻藍蛋白（phycocyanin, PC） 是藍藻（cyanobacteria）常見的輔色素，吸收峰集中在約 620–650 nm范圍內，因此在該波段會出現局部吸收凹陷（或相對較低的反射率）。

當水面存在富集的藍藻群體時，Rrs(l) 在該吸收波段會相對變小，且波段兩側通常沒有或較少吸收。基于這個“局部凹陷”的原理，可以用“峰高/基線”方法量化吸收深度，從而作為 PC 存在與濃度的指示器。

方法和原理

選擇2025年6月18日附近過境的sentinel-2 L2C、西光壹號05星（天仙配號）地表反射率數據進行計算，云量小于10%，衛星過境前后天氣晴朗。

表1 西光壹號05星（天仙配號）

表2 Sentinel-2 波段參數

Phycocyanin 指數（PCI）

高光譜最佳選擇（620–650 nm 波段），在 600 nm 與 650 nm 做線性插值作為基線，然后用該基線在 620 nm 處的值與實際 Rrs(620) 的差值作為 PCI。差值為負值（吸收）時通常取絕對值或反向符號以便表達“吸收強度”

結果分析

本次對比選用西光壹號05星（天仙配號）與Sentinel-2 數據。對比結果如下：

圖1 Sentinel-2 RGB合成影像 20250616

圖2 西光壹號05星（天仙配號）RGB合成影像 20250618

圖3 Sentinel-2 PCI分布圖 20250616

圖4 西光壹號05星（天仙配號）PCI分布圖 20250618

從上述分布圖對比可知，西光壹號05星（天仙配號）與Sentinel-2 PCI空間分布趨勢較為吻合、整體趨勢相似，西太湖區域藍藻藻華嚴重，這是由于太湖西部是入湖河流集中的地方，隨河流匯入帶來了大量營養鹽，導致藻類生長旺盛，從而引發藍藻水華和葉綠素 a 濃度升高；湖心和東太湖區域受到的影響相對小一些，因此水質狀況好于西太湖，東部有水草生長，且葉綠素a濃度較低；中心湖區是較大規模的水華分布區，在夏季中心湖區一旦爆發水華，覆蓋范圍較大；而西南湖區很少發生水華現象，東太湖水域幾乎未暴發水華，說明東太湖水域環境較好。在湖心處存在一定的差異性，主要是因為衛星過境時間差別引起的，夏季太湖藍藻爆發嚴重，時間差異性明顯。

整體來看，西光壹號05星（天仙配號）PCI指標與Sentinel-2數據結果保持較高的一致性、可用性。