Feasibility of empirical remote sensing for estimating total nitrogen in the coral reef lagoon of Yoron Island, Japan
Pingkan Mayestika Afgatiani · Ryuichi Shinjo
研究利用Landsat影像和有限实测数据，评估经验遥感估算珊瑚礁泻湖总氮浓度的可行性。
使用Landsat影像和5个实测点，测试多种回归模型，基于蓝波段二次多项式建模。
蓝波段二次多项式模型表现最佳，成功绘制总氮空间分布，识别地下水排放区高值。
可扩展至其他珊瑚礁区域，结合水文生态数据，或探索跨传感器校准以提高模型泛化能力。
研究探索利用Landsat影像估算珊瑚礁潟湖总氮浓度，方法可行但数据有限，为农业面源污染监测提供新思路。
陆源营养盐富集是影响珊瑚礁泻湖生态系统的主要压力因素之一，然而其空间分布仍未得到充分解析。本研究探讨了利用经验遥感方法估算日本西南部与论岛东部礁泻湖中总氮（T-N）浓度的可行性，所采用的数据为Landsat影像和有限的现场观测数据。通过针对单个光谱波段测试多种回归形式，并基于五次现场T-N测量数据，建立了经验模型。模型性能通过决定系数（R2）、F检验、t检验和均方根误差（RMSE）进行评估。由于校准数据集有限且缺乏独立的验证数据集，所得模型应被视为初步的、可行性层面的经验关系，而非经过验证的预测模型。在测试的模型中，基于Landsat-8蓝波段反射率的二次多项式模型表现出最佳的相对性能，并将其应用于2014年、2020年和2023年获取的Landsat-8影像，以绘制T-N的空间分布图。此外，由于未进行跨传感器协调处理，1984年至2010年的Landsat-5 TM和Landsat-7 ETM+影像仅用于提供定性的历史背景参考。地下水排放区附近T-N浓度升高表明，海底地下水排放和径流是营养盐进入泻湖的关键途径。尽管未直接测试生态影响，但这些分布模式标示了可能脆弱的区域，证明了基于卫星的建模能够绘制浅水礁泻湖中的营养盐富集情况，并为未来与水文或生态数据的整合奠定了基础。