卫星遥感监测人类活动所致海洋环境污染研究进展

随着沿海地区城市化及工业化快速发展,人类活动对近岸海洋造成了陆源、气源、海源三类源头污染,导致海洋环境质量下降。卫星遥感具有覆盖范围大、快速、准确的监测能力,是全球海洋环境动态监测与评价研究重要手段。从三种海洋环境污染源出发,辨析人类活动造成的不同种类污染及其监测指标,梳理国内外卫星遥感监测相关海洋环境污染研究,检视卫星遥感技术方法在这些海洋环境污染上的应用,发现（1）人类活动造成的海洋环境污染主要是海洋水质污染、海洋垃圾和微塑料、海洋大气污染沉降污染三种类型。（2）水质污染的遥感监测应用有效针对水质环境恶化、灾害的大面积沿海水质环境等常规现场监测方法无法满足的情况,而海洋垃圾与微塑料污染监测方法已经从遥感反演到机器学习,海洋大气污染沉降的遥感监测应用中需要更多大气污染参数以达到精确监测。（3）海洋环境污染卫星遥感监测仍然受到影像数据的分辨率限制,同时受海洋的立体性和流动性影响,因此未来研究应集中于立体化的海洋遥感探测技术,同时利用卫星、航空、船舶、岸基等多源、多时空的监测数据,将光学物理传感器与生物传感器相结合,构建海洋多源监测数据库,为政府及相关商业部门提供即时海洋管理依据,辅助完善海洋文明与海洋空间规划。     

海南省海草床现状和生态系统修复与重建

文章评述了海南省海草床生态系统的分布、海草保护与管理、科学研究等各个方面的现状,以及生态系统修复与研究进展.指出海草生态系统具有特殊的资源价值和生态效益,对热带海岸社会经济可持续发展十分重要;另一方面对日益频繁的人类开发活动和自然环境变异十分敏感和脆弱,随着海南的开发建设,人口、资源环境压力加剧,海草资源已经受到开发活动的影响而急需保护.尽管政府采取了保护管理的各种措施,包括相关法律和海洋保护区、科学研究,但海草床生态系统仍然面临威胁.海草床生态系统在我国热带海洋生态环境变化和资源可持续利用研究中具有特别重要的意义.应当加强海草生态系统的调查、监测、评估、研究,以适应海草生态系统的保护、管理、恢复、重建和可持续发展的要求.     

海中不同波长光衰减特性的研究

随着光学技术在海洋学领域中的应用日益广泛,海洋光学研究也日益受到更大的重视。水下光学探测,光学遥感海洋,海洋初级生产力研究都需要海洋光学技术、方法和理论基础知识。海水光学特性与水文要素相互关系的研究可为水团划分、水体运动等海洋环境要素监测提供新的方法和手段。     

海草的卫星遥感研究进展

海草、沙滩、砾石以及淤泥等不同底质类型对光谱的反射率不同,通过卫星遥感检测反射率的变化可以鉴别海草等底质类型。由于海草体内含有叶绿素a、叶绿素b以及花青素和叶黄素等色素,通过检测这些色素的光谱可以对海草分布以及生存状态进行卫星遥感检测。主要从多光谱、高光谱等角度对近岸光学浅水中海草的卫星遥感以及国内对海草和水体生物光学研究状况等方面进行阐述,并对未来的研究趋势进行展望。     

海洋遥感卫星发展历程与趋势展望

海洋是对地观测卫星的重要领域,在对地观测卫星中就具有专门用于海洋观测的海洋遥感卫星。海洋遥感卫星是一种利用所搭载的遥感器对海面进行光学或微波探测来获取有关海洋水色和海洋动力环境信息的卫星。海洋卫星有效弥补了传统海洋观测手段的不足,基于多种遥感器连续对海洋的观测,使人类极大的加深了对海洋的认识,在海洋灾害的防灾减灾、资源开发、海洋维权、海洋生态和环境保护等诸多领域发挥着重要作用。本文在详细梳理西方主要航天大国海洋遥感卫星(包括了对地观测卫星中具有海洋观测功能的卫星)的发展历程,在此基础上对未来海洋遥感卫星的发展趋势进行了论述,可为我国海洋遥感卫星的发展提供技术发展参考。     

海草床沉积物有机碳研究综述

海草床具有重要的生态系统服务功能,可以为海洋生物提供栖息地和食物来源,同时还具有重要的碳储存功能,海草床“蓝碳”功能日益受到学术界的重视,据研究全球每年海草床的碳埋藏量高达(2.7~4.4)×10⁷ MgC。近年来,由于人类活动的影响,世界范围内海草床衰退严重,导致海草床沉积物有机碳储量降低。本文综述了全球海草床沉积物有机碳的来源、组分、储量以及指示作用;从物理、化学和生物三方面讨论了影响海草床碳储量的环境因素。最后提出了未来主要研究方向,主要包括加强海草床碳通量普查,分析全球气候变化背景下海草床沉积物有机碳的变化机制,明确海草床碳储量流失速率,研究海岸带工程对海草床沉积物有机碳的影响。评估海草床沉积物有机碳储量及变化机制可以为全球海洋蓝碳研究提供科学依据。     

江苏省海岸线时空动态变化遥感监测关键技术研究概述

海岸线是海洋与陆地的分界线,海岸线的准确确定对于海岸带空间资源的使用与管理具有重要意义。针对现有的海岸线遥感提取方法存在的技术缺陷,提出从构建海岸线遥感分类体系、改进海岸线遥感推算方法、建立可操作性强的海岸线遥感提取与推算技术体系方面,系统开展海岸线时空动态变化遥感监测的关键技术与应用研究,形成完整可靠的海岸线遥感推算、岸线岸滩动态变化遥感监测技术体系并开展业务化应用,可为海岸带空间资源的合理开发利用提供基础数据支撑和决策分析依据。     

中国海洋卫星遥感应用进展

我国海洋遥感应用自20世纪70年代起步以来，取得了长足发展，构建了覆盖海洋水色、海洋动力和海洋监视监测的三大系列海洋卫星，并初步形成了具有优势互补的卫星海洋遥感业务化应用体系。本文回顾了我国海洋卫星遥感应用取得的重要进展，重点介绍了卫星遥感在海洋环境与资源监测、海洋灾害监测、海洋权益维护、海洋环境预报与安全保障等方面所构建的典型应用示范系统，以及开展的典型业务化监测应用。最后，文章对我国海洋卫星遥感应用下一步发展进行了展望分析。     

基于无人机MiniSAR和正射影像的海岸带开发利用信息提取对比研究

近年来,海洋在沿海国家的战略地位空前提升,海洋遥感技术也被广泛应用。海洋遥感利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理,从卫星平台观测和研究海洋海岸带的各种现象,从而获取海岸带信息,分析海岸带变化。文章基于GIS和遥感技术,利用无人机搭载微型合成孔径雷达(MiniSAR)获取高分辨率SAR影像并与无人机光学正射影像进行对比研究,获取了海岸带开发利用信息分布状况,分析了两种手段获取结果的差异性原因,为深入开展无人机遥感监测在海洋管理中的应用奠定了基础。利用无人机机动灵活的特点,宏观、快速、高效地获取海岸带信息,并实时监测海岸带动态变化,将为海洋综合管理、海洋经济发展、海洋环境保护提供基础数据和技术支撑。     

GNSS-R海洋遥感监测技术综述

介绍了GNSS-R海洋遥感的发展过程、技术原理和理论模型,进一步研究了GNSS-R在海洋遥感各应用领域的主要研究内容,探讨了GNSS-R海洋测风、测高、海冰监测、溢油检测和移动目标探测的技术途径,概述了GNSS-R海洋遥感监测技术所涉及的反演理论和信息提取方法,并根据现有研究成果和海洋遥感的应用需要,提出今后需解决的关键技术和未来的发展方向。     

Simulation of seagrass bed mapping by satellite images based on the radiative transfer model

Seagrass and seaweed beds play important roles in coastal marine ecosystems. They are food sources and habitats for many marine organisms, and influence the physical, chemical, and biological environment. They are sensitive to human impacts such as reclamation and pollution. Therefore, their management and preservation are necessary for a healthy coastal environment. Satellite remote sensing is a useful tool for mapping and monitoring seagrass beds. The efficiency of seagrass mapping, seagrass bed classification in particular, has been evaluated by mapping accuracy using an error matrix. However, mapping accuracies are influenced by coastal environments such as seawater transparency, bathymetry, and substrate type. Coastal management requires sufficient accuracy and an understanding of mapping limitations for monitoring coastal habitats including seagrass beds. Previous studies are mainly based on case studies in specific regions and seasons. Extensive data are required to generalise assessments of classification accuracy from case studies, which has proven difficult. This study aims to build a simulator based on a radiative transfer model to produce modelled satellite images and assess the visual detectability of seagrass beds under different transparencies and seagrass coverages, as well as to examine mapping limitations and classification accuracy. Our simulations led to the development of a model of water transparency and the mapping of depth limits and indicated the possibility for seagrass density mapping under certain ideal conditions. The results show that modelling satellite images is useful in evaluating the accuracy of classification and that establishing seagrass bed monitoring by remote sensing is a reliable tool.

     

Progress in the application of ocean color remote sensing in China

After many years＇ endeavor of research and application practice, the ocean color remote sensing in China has been growing into a new technique with valuable practicality from its initiate stage of trial research. With the aim of operational service, several kinds of ocean color remote sensing application systems have been developed and realized the long-term marine environmental monitoring utilizing the real-time or near real-time satellite and airborne remote sensing data. New progresses in the technology and application of ocean color remote sensing in China are described, including the research of key techniques and the development of various application systems. Meanwhile, according to the application status and demand, the prospective development of Chinese ocean color remote sensing is brought forward. With Chinese second ocean color satellite （ HY-1 B） orbiting on 11 April 2007 and the development of airborne ocean color remote sensing system for Chinese surveillance planes, great strides will take place in Chinese ocean color remote sensing application with the unique function in marine monitoring, resources management and national security, etc.     

Impacts of Typhoons Tianying and Dawei on seagrass distribution in Xincun Bay, Hainan Province, China

More than 50% of the typhoons landing in China have landed on the southeast coast, where they have caused great pressure on the coastal environment. Seagrass, one of the most important constituents of coastal ecosystems, is also greatly affected by typhoons. In order to clarify how seagrass distribution variation is affected by typhoons in coastal areas in southeast China, data of Typhoons Dawei and Tianying (category 4 and category 2 respectively, which just ran through the southern part of Hainan province) have been studied. In situ observation and satellite remote sensing data (CBERS-China Brazil Earth Resources Satellite) in 2004 and 2006 were used to retrieve seagrass distribution in Xincun Bay, Hainan province. In situ observations showed that leaf length, stem biomass and above ground biomass on average showed evidence of reduction after Typhoons Tianying and Dawei. However, seagrass density showed no evidence of reduction after typhoon Tianying and Dawei passed by and increased rapidly in January 2006. From results of satellite remote sensing data, seagrass distribution can be detected with high accuracy, and the area of seagrass distribution on the south coast of Xincun Bay in 2006 after the typhoon passed by was smaller than that in 2004 in region A and B. However, in region C, area of seagrass coverage under 20% increased. These results demonstrated that typhoons Tianying and Dawei damaged seagrass bed and helped seagrass to get rid of aged and dead leaves, and this correspondingly facilitated seagrass growth.     

中国海洋卫星遥感技术进展

新中国成立70年来，中国在海洋卫星遥感技术领域取得了丰硕成果。中国制定了长远的自主海洋卫星发展规划，构建了海洋水色、海洋动力环境和海洋监视监测三大系列的海洋卫星，逐步形成了以中国自主卫星为主导的海洋空间监测网，在中国海洋资源与环境监测、海洋防灾减灾、海洋安全管理等方面发挥了重要作用。本文回顾了中国在海洋水色、海洋微波(海洋动力环境)卫星遥感技术的发展历程，重点介绍了中国在海洋卫星遥感技术领域所取得的新成果，并对中国海洋卫星遥感技术的未来发展进行了展望。     

星载SAR近岸海上风能遥感研究进展

星载SAR已成为近岸海上风能资源研究的新技术手段之一。本文回顾了SAR近岸海上风能遥感研究进展,特别是国内外星载SAR近岸海上风能遥感探测技术研究、遥感应用研究以及SAR风机尾流遥感探测研究的发展。同时针对星载SAR近岸海上风能遥感研究目前存在的问题和今后有待研究的方向进行了探讨。     

海洋遥感的应用与展望

海洋遥感利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理观测和研究海洋，以海洋及海岸事作为监测、研究对象，具有快速、多波段、周期性、大面积覆盖等观测能力的空间遥感技术，回顾了海洋遥感发展的4个阶段，介绍了海洋遥感在海洋资源环境调查、动态监测以及海洋污染等方面的应用，最后，提出了海岸带遥感动态监测技术的精确化和定量化研究、海洋遥感地理信息系统建设以及海洋小卫星遥感的应用是未来海洋遥感研究和应用的重点。     

中国海草资源分布现状、退化原因与保护对策

海草床是三大典型的近海海洋生态系统之一,具有极高的生态服务功能。然而,截至2015年我国近海海草资源分布现状尚不明晰,严重制约了我国海草床保护与修复工作的开展。2015～2021年,笔者通过实地调查,借助船只走航、声呐探测、遥感等技术手段,重点对我国近海海草资源的分布面积、种类及主要威胁进行了全面普查,并据此提出我国海草床管理与可持续利用对策。结果表明,我国近海海域海草床面积共为26 495.69hm²,可划分为:温带海域海草分布区和热带-亚热带海域海草分布区;我国现有海草4科9属16种。其中,温带海域海草床面积为17 095.01 hm2,主要分布在辽宁、河北、天津和山东沿海,分布有2科3属5种,以鳗草(Zosteramarina)和日本鳗草(Z.japonica)为优势种,其中唐山乐亭-曹妃甸海草床面积达9 025.56 hm2,是我国面积最大的海草床;热带-亚热带海域海草床面积为9 400.68 hm2,主要分布在福建、广东、广西和海南沿海,分布有4科8属12种,以泰来草(Thalassia hemprichii)、海菖蒲(Enhalus acoroides...