黄渤海悬浮颗粒物散射特性研究

【目的】研究悬浮颗粒物的散射特性,用以描述水体固有光学特性。【方法】利用2014年11月黄渤海海区航测数据,分别选取555nm和532nm作为参考波长,建立悬浮颗粒物散射及后向散射的光谱模型,并对模型拟合效果进行检验;此外,还建立了悬浮颗粒物散射参数与水体组分浓度的关系模型。【结果】模型验证结果表明:光谱模型的平均相对误差绝对值(MAPE)分别在60%和35%以内;散射参数与悬浮颗粒物质量浓度模型MAPE的最小值仅为15.0%。【结论】黄渤海颗粒物散射特性主要由非藻类颗粒物主导。     

EOF分解方法反演海浪参数的有效性研究

【目的】进一步确认经验正交函数(EOF)分解处理导航X波段雷达图像序列方法的有效性。【方法】基于两套导航X波段雷达同步观测的实验数据,利用经验正交函数分解算法反演海浪的有效波高(SWH)、峰值周期、主波波向和主波波长。【结果】4种参数均方根误差分别为0.1~0.2m,0.6~0.9s,5.01°和7.09m。【结论】经验正交函数分解反演不同海浪参数的方法适用于处理近岸海区的非均匀波浪场。     

渤黄海水体漫衰减系数的遥感反演

【目的】针对中国渤黄海水体类型复杂的特性,建立一个同时适用于浑浊水域与清澈水域的漫衰减系数反演算法。【方法】利用2000年7月至2004年2月在中国近海海域现场测量的238组光谱数据,针对浑浊水域与清澈水域分别建立漫衰减系数的半分析算法和经验算法,并基于加权方法将两算法结合,构建水体联合算法。【结果】新建立的联合算法精度较高且较为稳定:算法的决定系数(R~2)达到0.891,均方根误差(RMSE)与平均绝对误差(MAPE)分别为0.543 m~(-1),26.77%。在误差敏感性分析中,半分析算法与经验算法的MAPE与RMSE在6%和0.06m-1以内。【结论】新的反演算法适用于我国渤黄海水体漫衰减系数K_d(490)的反演。     

长江口水质MERIS卫星数据遥感反演研究

【目的】获取准确的水质参数分布情况,进而对水质参数与动力作用复杂的河口水域环境进行综合评价。【方法】利用2011年5月30组长江口水域的遥感反射率数据,在尝试多种波段组合以及不同函数形式后,针对叶绿素a浓度和总悬浮物浓度分别建立最优经验反演模型。【结果】对总悬浮物浓度,波段差值(634~644nm)的二次函数形式最优,决定系数R~2为0.837,均方根误差(RMSE)为0.226mg·L~(-1),利用独立的验证样本得到平均绝对百分比误差(MAPE)为58.2%。对叶绿素a浓度,波段比值(650nm/644nm)的二次函数形式最优,R~2为0.552,RMSE为0.486mg·m~(-3),利用独立的验证样本得到MAPE为66.2%。将模型运用于2011年5月MERIS卫星数据,反演出长江口水域叶绿素a浓度与总悬浮物浓度空间分布图,叶绿素a浓度呈现出从河口向外海逐渐减少的趋势,最大值出现在舟山群岛附近。总悬浮物浓度呈阶梯状向外海减少。【结论】通过评价参数可看出,总悬浮物浓度反演模型对总悬浮物浓度反演效果较为准确,而叶绿素a浓度反演模型显示对叶绿素a的反演浓度较低。     

黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布及其对固有光学特性的影响

【目的】研究悬浮颗粒物密度在黄渤海的空间分布特征及其对水体固有光学特性的影响。【方法】利用2014年11月以及2015年8月现场实测数据,计算得到黄渤海悬浮颗粒物密度,绘制出黄渤海悬浮颗粒物密度的空间分布图。将研究区域悬浮颗粒物密度与固有光学特性进行拟合分析。【结果】两个航次悬浮颗粒物密度的空间分布比较复杂,但整体趋势显示中层密度要小于表层和底层。在表层、中层和底层的密度分布图中,黄河口附近均有密度小值区域,山东半岛附近有密度大值区域,随着深度增加该大值区域有南移趋势。悬浮颗粒物密度与比固有光学特性c_p~*、b_p~*、b_(bp)~*拟合所得到的P值绝大部分小于0.05,与固有光学特性c_p、b_p、b_(bp)拟合得到的P值全部大于0.05,而与Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)拟合得到的P值多数大于0.05。【结论】悬浮颗粒物密度对比固有光学特性变化影响较大,尤其对c_p~*影响达到51%;对Q_(ce)、Q_(be)、Q_(bbe)的变化影响一般;对c_p、b_p、b_(bp)变化影响较小。     

海洋浮游植物粒径等级遥感研究现状与展望

海洋水体中浮游植物粒径等级的差异能反映其功能类型的不同,浮游植物粒径等级的探测对水生态系统中浮游植物功能多样性及浮游植物生物地理化学功能的研究具有极其重要的意义。本文综述当前浮游植物粒径等级的遥感探测算法,阐述各算法的步骤过程及其特点,并分析了优缺点。基于此,针对我国近海及海岸带水体,提出海洋浮游植物粒径等级(phytoplankton size classes,PSCs)遥感研究今后需要开展的工作。     

海面流场卫星遥感方法综述

海表面流矢量是海洋和气象领域诸多过程中最基本、最重要的要素,它们对海洋中多种生物过程、化学过程和物理过程都有制约作用,因此,掌握全球范围的海流信息和规律无论是对于海洋学本身的研究,还是与海洋密切相关的渔业、航运等都有重要意义。测量海流比较直接的方式是"现场观测",然而这种方法的空间覆盖范围有限,且观测成本较高。岸基高频地波雷达是专门用来测量沿岸海流的雷达设备,然而其测量的空间范围有限,不能进行全球观测。卫星遥感能够实现低成本、高空间分辨率、以及全球范围的海场测量。本文对海面流场卫星遥感方法进行综述,其中包括多时相示踪物测量法、卫星高度计测量法、合成孔径雷达多普勒中心偏移法、以及合成孔径雷达沿航向干涉法,并对海面流场卫星遥感方法进行展望。