台湾海峡浮游生物生态学研究

台湾海峡地处亚热带,是东海和南海海水交换的重要通道,水文性质十分复杂.厦门大学海洋学系浮游动物组研究人员在台湾海峡及其邻近海域进行了20多年的调查研究,发现水螅水母67个新种、桡足类2个新种,积累了大量的基础生态学资料,取得了一批研究成果.本文总结归纳了台湾海峡浮游生物物种多样性、生态类群、群落结构、时空分布及其与环境的关系.     

浮游植物类群遥感算法PHYSAT在台湾海峡的适用性研究

浮游植物类群遥感是海色遥感的热点问题,关乎全球变化生态响应研究及有害藻华的辨识.针对目前广泛应用的浮游植物类群遥感全球算法PHYSAT,应用台湾海峡夏季表层浮游植物光合色素与SeaWiFS同步卫星遥感数据,探讨其区域适用性.结果显示两种主要类群(硅藻(Diatom)和聚球藻(Synechococcus))的遥感光谱异常(Ra)分布交错,且同一类群的Ra在不同航次、不同站位之间也存在差异,用PHYSAT算法阈值标准均不能得到有效识别.在建立归一化离水辐射率nLwref(λ,Chla)台湾海峡区域查找表的基础上,重新生成硅藻和聚球藻的Ra,不同类群的Ra依旧混杂.这可能与建立PHYSAT算法的标准海域和台湾海峡水体光学组分差异及台湾海峡的水体光学组分时空差异,尤其是颗粒后向散射系数bbp的变动有关.采用K-means和FCM(Fuzzy c-means)方法对443nm归一化的Ra进行聚类,准确率超过70%.该结果说明在类似台湾海峡的区域水体,浮游植物类群的遥感分辨可能需要更多考虑光谱谱形上的差异,而非如PHYSAT算法进行量值范围区分.     

祁连山区DISPATCH、多元回归降尺度方法及SMAP产品的应用对比

土壤水分对山区水文过程具有重要意义,遥感土壤水分产品能够长时间序列地提供山区流域的土壤水分空间分布数据,但分辨率较粗,无法直接应用,因此需要在山区进行降尺度研究.本文采用DISPATCH(disaggregation base on physical and theoretical scale change)方法和多元回归方法对SMAP(soil moisture active passive)36 km×36 km遥感土壤水分产品进行降尺度,进而选取SMAP (9 km×9 km)的高精度遥感土壤水分产品和实测土壤水分数据,利用R(相关系数)、E_(RMS)(均方根误差)和E_(bias)(偏差)指标评估降尺度结果.评估结果表明:由于2种降尺度方法的函数关系和反演过程存在差异,DISPATCH方法降尺度结果的数据趋势拟合效果较好,而多元回归方法降尺度结果的数据精度较好;在季节尺度对比中,不同季节山区温度和土壤水分的时空变化,导致多元回归方法降尺度效果春季最好,秋季次之,而夏季最差;DISPATCH方法降尺度效果秋季最好,夏季次之,而春季最差;亮温数据和SMAP表层土壤温度数据在山区的质量,导致2种方法降尺度结果的精度均比SMAP (9 km×9 km)产品好,但趋势拟合效果较差.     

台湾海峡浮游生物生态学研究

台湾海峡地处亚热带．是东海和南海海水交换的重要通道．水文性质十分复杂．厦门大学海洋学系浮游动物组研究人员在台湾海峡及其邻近海域进行了20多年的调查研究。发现水螅水母67个新种、桡足类2个新种．积累了大量的基础生态学资料，取得了一批研究成果．本文总结归纳了台湾海峡浮游生物物种多样性、生态类群、群落结构、时空分布及其与环境的关系．     

西北太平洋部分海域AVHRR、TMI与MODIS遥感海表层温度的初步验证

选取[10～35°N,110～165°E]的西北太平洋海域,利用2002年7月～2005年12月Argo浮标数据对AVHRR/MODIS/TMI SST的daily(升轨)数据进行验证.结果表明:AVHRR/MODIS/TMI daily SST与Argo浮标5～6 m层温度总体的均方差rms在0.6～0.9℃,平均偏差bias在-0.2～0.2℃,平均绝对偏差bias_abs在0.3～0.7℃.这与三传感器全球范围的SST反演目标相当,说明在本区域SST反演不存在显著偏差.各遥感SST与浮标温度的差异存在季节变化,夏季偏高,很可能与夏季垂直混合较弱,比对采用的实测水温与海表温度差距较大有关.在3种遥感SST中,TMI SST偏离实测值的程度最高,且偏离范围较大.作者认为这与该区域黑潮经过,产生诸多涡旋和锋面,SST时空变化剧烈而TMI空间分辨率较低有关.本研究将为此西北太平洋海域的多源SST融合提供一个比较可靠的依据.     

面向模式识别的内蒙古地区NOAA/AVHRR数据的合成与优化处理

在NOAA／AVHRR数据地学评价的基础上，面向遥感影像模式识别，对内蒙古地区1992年4月～1993年3月和1995年2月～1996年1月的10d合成、1km空间分辨率NOAA／AVHRR NDVI2年的时间序列数据集进行月合成与主成分变换处理，为遥感影像模式识别提供了有效的数据源．     

南海区域Aquarius遥感海表盐度V4产品精度探讨

Aquarius/SAC-D卫星,以实现海表盐度(sea surface salinity,SSS)全球遥感观测为目标,经过算法的不断改进,迄今已发布第4版产品(V4).已有的检验研究表明V1.3产品在全球最大的边缘海——中国南海的精度并未达到该产品的目标精度,主要原因是射频干扰(radio frequency interference,RFI)的影响.为探讨新版数据在中国南海的精度,通过比较南海走航盐度、Argo浮标盐度与Aquarius遥感SSS V4及旧版产品的差异,发现Aquarius遥感SSS V4与走航盐度及Argo浮标盐度的均方根误差(RMSE)分别为0.47和0.73,V4产品整体表现优于V3及之前的版本,特别是在南海北部近岸高RFI海域,V4产品的偏差也小于V3,说明V4产品中RFI的影响相较于V3产品在一定程度上得到了有效的去除.同时,分析表明Aquarius遥感SSS V4产品所揭示的南海SSS空间分布与季节变动特征,与前人通过实测调查获得的结论基本一致.     

西北太平洋部分海域AVHRR、TMI与MODIS遥感海表层温度的初步验证

选取[10～35°N,110～165°E]的西北太平洋海域,利用2002年7月～2005年12月Argo浮标数据对AVHRR/MODIS/TMI SST的daily（升轨）数据进行验证.结果表明：AVHRR/MODIS/TMI daily SST与Argo浮标5～6 m层温度总体的均方差rms在0.6～0.9℃,平均偏差bias在-0.2～0.2℃,平均绝对偏差bias_abs在0.3～0.7℃.这与三传感器全球范围的SST反演目标相当,说明在本区域SST反演不存在显著偏差.各遥感SST与浮标温度的差异存在季节变化,夏季偏高,很可能与夏季垂直混合较弱,比对采用的实测水温与海表温度差距较大有关.在3种遥感SST中,TMISST偏离实测值的程度最高,且偏离范围较大.作者认为这与该区域黑潮经过,产生诸多涡旋和锋面,SST时空变化剧烈而TMI空间分辨率较低有关.本研究将为此西北太平洋海域的多源SST融合提供一个比较可靠的依据.     

考虑地物时空异质性的云下中分辨率成像光谱仪（MODIS）波段反射率恢复

云是光学遥感影像解译及地表参数定量反演的主要障碍,破坏了遥感产品的时空连续性;而随着遥感技术的推广和应用,大量的遥感参数产品已经被用于各个领域,比如卫生领域的疾病监控、地质灾害领域的滑坡监测以及城市雨洪预警等等;云导致的遥感数据质量下降与各领域对遥感数据质量要求的不断增加构成了不断激化的矛盾。针对这一矛盾,结合当前关于云消除研究的现状;提出了一个具有物理机制的云像元反演算法。该算法在计算过程中考虑了地表在不同入射、观测方向上的二向反射分布函数(BRDF),并引入时空权重因子实现对时空异质性的考虑;这些使该算法能够保证在各种情况下均具有良好的整体精度,从而保证该算法能够胜任定量遥感领域的研究需求。应用该算法,在黑河中游地区展开实验,反演结果与中分辨率成像光谱仪(MODIS)多个波段的数据对比均展现出较好精度。其中,整体均方根误差RMSE达到0.012,整体均方根误差百分比RMSE%为8.8%,整体相关系数平方R~2达到0.98,与对比算法相比较具有极大的提升;这表明该算法理论基础扎实,并具有较好的实用性。     

ESA土壤湿度遥感产品在河南省的时空变化分析

利用河南省区域2012年1月1日到2012年12月31日的土壤湿度观测资料和欧空局(ESA CCI SM)土壤湿度遥感资料,验证ESA土壤湿度遥感产品在河南省的精度及其时空分布特征.进行了一系列的反复实验,得出结果,结果表明:(1)ESA土壤体积含水量反演值与地面实测值相关性较好,R2为0.6765;RMSE为0.0511,偏差较小;平均值相差0.0113,土壤湿度值较接近.(2)ESA土壤湿度遥感产品可以很好地展现出河南省土壤湿度的空间分布特征.(3)ESA土壤湿度数据在一定程度上可以精确地展现各个季节河南省的土壤湿度时间变化趋势和空间变化特征,与实际情况大致符合,对分析河南的土壤水分变化有着一定的适用性.