基于GOCI遥感数据的湖泊富营养化监测研究

采用高时间分辨率的地球同步海色成像仪(geostationary ocean color Imager,GOCI)遥感数据,以日本霞浦湖的西湖为研究对象,利用波段比值法建立了基于GOCI遥感影像的叶绿素a质量浓度反演模型.以此探讨利用GOCI数据估算湖泊水体富营养化程度的可能性.研究结果显示,遥感数据波段比值能够反映湖泊叶绿素a质量浓度随时间演变趋势,两者的相关系数达62％,利用反演模型得到的叶绿素a质量浓度的平均相对误差小于50％,表明GOCI遥感数据具有对湖泊富营养化程度进行监测的潜力.     

渤海海域叶绿素浓度的遥感反演研究

以渤海海域为研究区域,以MODIS1B卫星影像为数据源,利用MODIS 250.m分辨率的波段反射率构建的NDPI(Normalized Difference Pigment Index)遥感指数结合叶绿素质量浓度(ρ)实测值进行回归拟合分析,建立基于MODIS1B数据的渤海海域叶绿素质量浓度遥感提取模型,并应用该模型反演出渤海海域叶绿素浓度的分布情况,对其分布进行了分析和评价.研究结果表明,利用MODIS1B数据监测渤海海域的水质情况是可行的.     

上海城市水体富营养化关键参量的遥感反演与时序分析

河口城市受到流域、海洋和局地人类活动的强烈影响,其水体面临污染和富营养化问题,对城市生态、生产、生活等造成极大压力.本项研究针对上海这一特大河口城市的不同水体类型,利用Sentinel-2遥感影像及水体实测光谱数据,构建了叶绿素a浓度和浊度两个富营养化的关键水质参量遥感快速反演模型,并分析了这两个关键参量的时序变化.结果表明:基于遥感的叶绿素a浓度、浊度,反演模型精度良好,相关系数（R²）分别为0.87、0.95,均方根误差（RMSE）分别为4.33μg/L、8.93 NTU. 2019年时序分析表明,上海城市水体叶绿素a浓度和浊度均为夏季最高,冬季最低.从水体类型上看,叶绿素a浓度从高到低为:养殖场/种植塘、永久性淡水湖、库塘、永久性河流、运河/输水河水体,浊度从高到低为:养殖场/种植塘、永久性河流、运河/输水河、永久性淡水湖、库塘.对2019年叶绿素a浓度和浊度的时序变化分析发现,在人类活动干扰较小的水体中,叶绿素a浓度和浊度的相关性较强;而人类活动影响较大的水体中,两者的相关性较弱.研究表明,利用Sentinel-2卫星影像可有效反演城市水体叶绿素a浓度和浊...     

结合实测光谱数据的珠江口水质遥感监测

河口近岸海域面积广阔,生物生产力高,受人类活动及陆源物质的影响较大,是自然因素和人为因素共同影响水体生态环境的典型区域.文章研究了珠江口近岸海域水体叶绿素a浓度和悬浮物浓度的遥感定量反演方法,并在实验水域验证了现有遥感反演模型的适用性;结合实测数据和遥感影像数据,通过统计分析建立珠江口近岸水域的叶绿素a浓度和悬浮物浓度的反演模型;利用Landsat8遥感影像反演了珠江口近岸海域叶绿素a浓度和悬浮物浓度的分布情况,提取珠江口近岸水域面状水质信息;反演结果符合理论分析和实际情况,证明本研究建立的水质参数遥感反演模型及方法适用于珠江口近岸海域水质监测.     

基于GOCI的渤海海域赤潮信息遥感监测与分析

赤潮已经成为渤海最普遍的海洋灾害之一,对赤潮的发生、发展和消亡过程进行监测具有重要意义。本研究利用GOCI遥感影像获取的叶绿素a和赤潮指数计算结果,分别基于OTSU算法、K-means聚类、最大熵阈值方法提取赤潮,对比分析赤潮提取的准确性和有效性,并研究了赤潮信息的昼变化规律和赤潮发生前后海洋水色参数的变化特征。结果表明:基于赤潮指数计算结果图像并应用OTSU算法的赤潮提取精度最高;赤潮信息的昼变化明显,其中面积呈先增大后减小的态势,最大面积出现在上午10:00左右;赤潮的发生引起水色参数的增高,并随着赤潮的消亡水色参数又迅速降低。研究赤潮发生周期呈现的水色参数变化规律,对于预报和预测赤潮的发生发展具有一定的应用价值。     

基于TM影像的水体信息提取方法研究(英文)

以高邮湖为研究区,TM(Thematic Mapper)影像为数据源,结合常规调查数据,分别运用单波段阈值法、谱间关系法、比值法、归一化差异水体指数(NDWI)法、改进的归一化差值水体指数(MNDWI)法和混合水体指数(CIWI)法进行水体信息提取研究。并通过实验比较6种方法的优缺点,确定出最佳水体提取方法。结果表明,谱间关系法易于消除由于建筑物阴影所造成的水体误提;CIWI易于消除建筑用地所造成的水体误提;基于谱间关系法和CIWI模型,可取得较高的水体提取精度,有效地减少水体误提现象,提高水体识别的精度。研究表明,基于谱间关系法和CIWI模型相结合所提取的水体信息精度可达到95.2%。     

Envisat ASAR在水稻识别中的应用

合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候工作的能力,是南方多云地区水稻识别监测的有利手段.该文利用目前世界上最先进的EnvisatASAR数据,在长乐市进行水稻提取.在常规预处理的基础上对多时相数据进行自动配准和主成分变换,并采用面向对象法进行水稻的提取,精度为89.1%.结果表明:利用多时相双极化ASAR数据进行水稻信息的提取在南方多云地区具有一定实用意义.     

基于模糊最近邻聚类学习算法的海水藻类繁殖状态预测

为了预报海洋赤潮等灾害的发生,需要监测海水中藻类的繁殖状况.通过建立针对海水中叶绿素a浓度状态的预测模型间接预测海水中藻类的繁殖生长状况.运用基于数据的模糊最近邻聚类学习算法对采样数据进行聚类处理,基于最优模糊逻辑系统建立了针对海水叶绿素a浓度状态的预测模型.根据采样数据的特点和降低模型阶次的实际需求,设计了改进的模糊...     

全球变暖背景下中国近地表无风日数的时空演变特征（1961—2018年）

基于1961—2018年中国545个气象观测站点的日值风速数据,采用多种数理统计方法,从气候态特征、年代距平、变化趋势和波动特征4个方面,分析近58 a来中国近地表无风日数的时空演变特征.结果表明:(1)在气候态特征上,1961—2018年中国近地表无风日数具有东南低、西北高的空间分异特征,且具有次区域分异特征,随时间变化不大.(2)在年代距平上,中国近地表无风日数正距平值在1961—2000年不断增加,负距平值在2001—2010年不断增加,且正距平值和负距平值分别在1991—2000和2011—2018年达到最大.(3)在变化趋势上,从时序变化来看,1961—2018年中国近地表无风日数先增加后减少;从空间分布来看,中国近地表无风日数1961—1990年以增加趋势为主,1991—2018年在多数地区以减少趋势为主,且这2个时段的中国近地表无风日数变化趋势变小.(4)在波动特征上,从时序变化来看,中国近地表无风日数的变异系数在2002—2018年快速增加,无风日数及其变异系数分别在2000和2015年发生了突变;从空间分布来看,1961—1990年中国近地表无风日数波动特征整体偏小,1991—2018年中国近地表无风日数波动特征具有南低、北高的空间分异特征,且这2个时段的中国近地表无风日数波动差异特征变大.     

福建平潭外海域夜光藻赤潮期营养元素和溶解态痕量金属动态与响应

福建平潭外海域春季常发生夜光藻(Noctiluca scintollans)赤潮(又称“蓝眼泪”现象).为探讨这一特殊赤潮时期水体营养要素及痕量金属的变化及响应情况，于2022年4月对该海域(28个站位)进行了大范围的水文、化学及生态观测.水文数据显示平潭东北海域存在季风性涌升现象.营养盐数据表明，平潭海域表层海水总无机氮浓度为6.0～97.7μmol/L,高值区出现在平潭东北的海水涌升区域，其中以铵盐为主(约60%),磷酸盐浓度高达3.0μmol/L.溶解态痕量金属Cd、Co、Ni、Mn的高值区与总无机氮分布基本一致，而Cu在调查海域则表现较稳定.生态数据显示叶绿素a浓度高值区主要出现在近岸以及外侧海域，以小型浮游生物(粒径20～200μm)为主.现场观测和流式细胞计数表明，夜光藻赤潮区域与微型浮游生物(粒径<20μm)分布相吻合，并主要聚集于涌升流区域.上述结果表明，涌升过程带来的营养元素(铵与磷)及金属直接促进了微型浮游生物的生长，是形成平潭海域夜光藻赤潮的重要前提条件之一.