Urban runoff represents the primary cause of marine pollution in the Southern California coastal oceans. This study focuses on water quality issues originating from the Tijuana River watershed, which spans the southwest border of the United States and Mexico. Frequent discharge events into the coastal ocean at this boundary include stormwater and wastewater. This study focuses on differences in spectral features, as assessed by RapidEye, Sentinel-2 A/B, and Landsat-8 satellite data, along with physical and biological in situ data, to characterize and classify plumes into four key categories: stormwater, wastewater, open ocean/no plume, and mixed (when both types of plumes are present). Key spectral differences in the visible to NIR bands showed that stormwater had elevated reflectance (0.02 to 0.09), followed by mixed (0 to 0.08), wastewater (0 to 0.05), and open ocean/no plume (0 to 0.03) events. We also examined biophysical parameters and found that stormwater events had the highest values in remote sensing based estimates of colored dissolved organic matter (CDOM) (0.98 to 2.1 m–1) and turbidity (12.4 to 45.7 FNU) and also had a large range for in situ variables of enterococcus bacteria and flow rates. This study also finds that the use of spectral features in a hierarchical cluster analysis can correctly classify stormwater from wastewater plumes when there is a dominant type. These results of this study will enable improved determination of the transport of both types of plumes and transboundary monitoring of coastal water quality across the Southern California/Baja California region.

中文翻译：

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使用遥感影像分析和分类蒂华纳河的雨水和废水径流

城市径流是南加州沿海海洋污染的主要原因。这项研究的重点是源自蒂华纳河流域的水质问题，该流域横跨美国和墨西哥的西南边界。在此边界处，经常排放到沿海海洋的事件包括雨水和废水。本研究侧重于由 RapidEye、Sentinel-2 A/B 和 Landsat-8 卫星数据以及物理和生物原位数据评估的光谱特征的差异，将羽流表征和分类为四个关键类别：雨水、废水、开阔海洋/无羽状流和混合（当两种类型的羽状流都存在时）。可见光到 NIR 波段的主要光谱差异表明，雨水的反射率升高（0.02 到 0.09），其次是混合（0 到 0.08），废水（0 到 0.05）和公海/无烟羽（0 到 0.03）事件。我们还检查了生物物理参数，发现雨水事件在基于遥感的有色溶解有机物 (CDOM)（0.98 至 2.1 m-1）和浊度（12.4 至 45.7 FNU）估计值中具有最高值，并且对于肠球菌和流速的原位变量。本研究还发现，当存在主导类型时，在分层聚类分析中使用光谱特征可以正确地对来自废水羽流的雨水进行分类。这项研究的这些结果将有助于改进对这两种类型的羽流传输的确定以及对整个南加州/下加利福尼亚地区沿海水质的跨界监测。我们还检查了生物物理参数，发现雨水事件在基于遥感的有色溶解有机物 (CDOM)（0.98 至 2.1 m-1）和浊度（12.4 至 45.7 FNU）估计值中具有最高值，并且对于肠球菌和流速的原位变量。本研究还发现，当存在主导类型时，在分层聚类分析中使用光谱特征可以正确地对来自废水羽流的雨水进行分类。这项研究的这些结果将有助于改进对这两种类型的羽流传输的确定以及对整个南加州/下加利福尼亚地区沿海水质的跨界监测。我们还检查了生物物理参数，发现雨水事件在基于遥感的有色溶解有机物 (CDOM)（0.98 至 2.1 m-1）和浊度（12.4 至 45.7 FNU）估计值中具有最高值，并且对于肠球菌和流速的原位变量。本研究还发现，当存在主导类型时，在分层聚类分析中使用光谱特征可以正确地对来自废水羽流的雨水进行分类。这项研究的这些结果将有助于改进对这两种类型的羽流传输的确定以及对整个南加州/下加利福尼亚地区沿海水质的跨界监测。1 m–1) 和浊度（12.4 到 45.7 FNU），并且肠球菌和流速的原位变量范围也很大。本研究还发现，当存在主导类型时，在分层聚类分析中使用光谱特征可以正确地对来自废水羽流的雨水进行分类。这项研究的这些结果将有助于改进对这两种类型的羽流传输的确定以及对整个南加州/下加利福尼亚地区沿海水质的跨界监测。1 m–1) 和浊度（12.4 到 45.7 FNU），并且肠球菌和流速的原位变量范围也很大。本研究还发现，当存在主导类型时，在分层聚类分析中使用光谱特征可以正确地对来自废水羽流的雨水进行分类。这项研究的这些结果将有助于改进对这两种类型的羽流传输的确定以及对整个南加州/下加利福尼亚地区沿海水质的跨界监测。