良好的水生态环境是生态文明建设的重要基础，湖泊和水库是内陆水体的主要载体，承担着多重生态、经济和社会功能。然而，全球水生态系统面临着人口增长、经济发展和气候变化带来的挑战，我国也存在水环境质量改善在时间和空间上的不平衡和不协调等问题，缺乏对湖泊现状以及变化的整体认识。在这一背景下，进行广域上的湖库水质监测是控制水体污染的关键，对水生态环境保护具有重要意义。传统的地面水质监测测量精度高，但存在空间离散，代表性差等问题，遥感具有宏观和时效性强的特点，可以突破时空约束，在大区域湖库水质的长期、快速和动态监测等方面具有独特优势，为广域湖库水质的科学认知提供了新的技术途径。
水色作为水质的重要指标，反映了水体中各种成分的散射和吸收，被视为了解水质综合特征的重要参数。河海大学水资源环境遥感团队开发了一种改进的Forel-Ule遥感指数（FUI）水色反演模型，在全色域范围内显著提高了MODIS卫星遥感反演FUI的准确性和稳定性。经过实测数据验证，该模型表现出优异性能，为各类型湖泊长时间序列的FUI反演提供了可靠基础。新模型揭示了中国2000-2022年间大型湖泊和水库的FUI时空动态分布特征，结果显示，中国湖泊整体FUI呈现出“西蓝东绿”空间分布，过去20年来总体呈下降趋势。通过对环境因素的量化分析，发现植被、湖水面积和人为因素是影响长期水色变化的主要因素。该研究突出了高频率重访卫星和稳健算法在监测大范围水域水色中的关键作用，为未来重点流域保护修复、水生态环境管理与治理提供了重要的基础数据。
最新研究成果发表在国际水协会（IWA）权威TOP期刊Water Research上，该期刊是自然指数（Nature Index）地球与环境科学领域11本期刊之一，学术影响力长期稳居水资源和水环境领域第一位，2023年影响因子为12.8。论文题为“A new method for accurate inversion of Forel-Ule index using MODIS images - revealing the water color evolution in China's large lakes and reservoirs over the past two decades”，地学院21级博士研究生夏可为第一作者，吴太夏教授为通讯作者。
图1 基于GLORIA数据集的模型性能验证
图2 中国大型湖库2000-2022年平均FUI分布
论文信息：Xia, K., Wu, T., Li, X., Wang, S., shen, Q., 2024. A new method for accurate inversion of Forel-Ule index using MODIS images - revealing the water color evolution in China’s large lakes and reservoirs over the past two decades. Water Res 255, 121560. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121560
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135424004627
