我国发布全球湖库遥感水色指数科学数据集：近20年水体变化

数据集，又称为资料集、数据集合或资料集合，是一种由数据所组成的集合。Data set(或dataset)是一个数据的集合，通常以表格形式出现。每一列代表一个特定变量。每一行都对应于某一成员的数据集的问题。它列出的价值观为每一个变量，如身高和体重的一个物体或价值的随机数。每个数值被称为数据资料。对应于行数，该数据集的数据可能包括一个或多个成员。

近期，中国科学院空天信息创新研究院张兵研究员团队发布了全球首套湖库遥感水色指数科学数据集，反映了全球范围千余个大型湖库在过去近20年的水色长时间序列时空变化趋势。该数据集填补了全球尺度湖库水质遥感数据集的不足，为全球及区域尺度湖库水质监测及其变化研究提供了重要的科学数据支撑，对于全球变化研究、全球及区域水环境保护、联合国可持续发展目标实现等具有重要意义。

水环境遥感监测的任务是通过对遥感影像的分析，获得水体的分布、泥沙、有机质、化学污染等状况和水深、水温等要素的信息，从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价，为环境、水利、交通、航运等部门提供决策支持。应用遥感技术，可以快速监测出水体污染源的类型、位置分布以及水体污染的分布范围等。水体及其污染物的光谱特性是利用遥感信息进行水环境监测和评价的依据。

地表水或海水中存在的污染物会影响和改变水面的反向散射特性。传感器监测时经水面反射到传感器中的能量光谱信号变化的能力决定了测量水质参数的遥感应用。特定波长的能量可以表示水中污染物的存在和浓度。因此，用来监测不同水质参数的最佳波段，取决于被测物质和传感器的特性。

水中光是太阳辐射经过折射、散射进入水体的部分，水中光、水面反射光、天空散射共同被空中探测器所接收，探测结果是波长高度、入射角、观测角的函数，其中前面部分包含有水的信息，因而可以通过高空遥感手段探测水中光和水面反射光，以获得水色、水流、水面形态等信息，并由此推测有关浮游生物、浑浊水、油污、污水等的质量和数量以及水面风浪等有关信息。因此，通过遥感系统测量并分析由水体吸收和散射太阳辐射而形成的光谱(包括可见光与近红外光)是水环境遥感监测的基础。

水色是由水中溶解物质、悬浮颗粒及浮游生物的存在形成。其中浮游生物的种类和数量是反映水色的主要原因。由于浮游生物中的诸多浮游植物，其体内含有不同的色素细胞，当其种类和数量发生变化时，池水就呈现不同的颜色与浓度，随着时间的推移和天气的变化，以及水生浮游植物存活及世代交替，水生浮游植物的种群的种类和数量亦发生变化，水色也因之而发生变化。

水色三要素

浮游植物的叶绿素、无机的悬浮物、有机的黄色物质。

由于透入水中的光线受水中悬浮物以及水分子的选择吸收与选择色散的合并作用而呈现不同的颜色。测定水色常用特制的水色计与天然状态下的水色进行比较。水色计从蓝色到褐色共有21个标准色，编有号数。

在野外，水质的透明度有一个国际上常用的测量方法：拿一个直径30厘米的白色圆盘，沉到湖中，注视着它，直至看不见为止。这时圆盘下沉的深度，就是水体的透明度。而水色是指位于透明度的1/2深处，在圆盘上所显示的水体的颜色。一般用水色计1号(浅蓝色)至21号(棕色)表示。

海面向上光辐射的可见光的光谱分布所呈现的海洋表观颜色。太阳直射光和天空光经海面进入海中，受到水体的光谱吸收和多次散射，这种光传输过程由海洋辐射传递规律所决定，因此海面辐射的光谱分布和海色不仅与海水固有光学性质有关，且与海洋表观光学性质和海面受到的辐照度有关。

水体的光学特性可以分为互相独立的两类：固有的和表观的。固有光学特性(Inher-ent Optical Properties IOPs)是指只与水体成分有关而不随光照条件变化而变化的量，主要包括光谱吸收系数a)、散射系数b、光束衰减系数c。表观光学特性(Apparent Optical Properties AOPs) 是指不仅与水体成分有关而且随外界光照条件变化而变化的量，如Ed、Lu 、Rrs 和R等 。

新闻来源：中国科学院空天信息创新研究院