过去100年来闽浙泥质区浮游植物生产力和群落结构在上升流和人类活动影响下的变化

Phytoplankton productivity and community structure in marginal seas have been altered significantly during the past three decades, but it is still a challenge to distinguish the forcing mechanisms between climate change and anthropogenic activities. High time-resolution biomarker records of two 210Pb-dated sediment cores(#34: 28.5°N, 122.272°E; CJ12-1269: 28.861 9°N, 122.515 3°E) from the Min-Zhe coastal mud area were compared to reveal changes of phytoplankton productivity and community structure over the past 100 years. Phytoplankton productivity started to increase gradually from the 1970 s and increased rapidly after the late 1990 s at Site #34; and it started to increase gradually from the middle 1960 s and increased rapidly after the late 1980 s at Site CJ12-1269. Productivity of Core CJ12-1269 was higher than that of Core #34. Phytoplankton community structure variations displayed opposite patterns in the two cores. The decreasing D/B(dinosterol/brassicasterol) ratio of Core #34 since the 1960 s revealed increased diatom contribution to total productivity. In contrast, the increasing D/B ratio of Core CJ12-1269 since the 1950 s indicated increased dinoflagellate contribution to total productivity. Both the productivity increase and the increased dinoflagellate contribution in Core CJ12-1269 since the 1950–1960s were mainly caused by anthropogenic activities, as the location was closer to the Changjiang River Estuary with higher nutrient concentration and decreasing Si/N ratios. However, increased diatom contribution in Core #34 is proposed to be caused by increased coastal upwelling, with higher nutrient concentration and higher Si/N ratios.     

SAR与TM影像融合及在BP神经网络分类中的应用

以加拿大Radarsat SAR与美国Landsat TM影像为信息源,分别将SAR与TM影像的DN值转换为表征地物特征的后向散射系数和反射率,利用改进的SVR法进行融合,同时与HIS,Brovey以及小波变换的融合效果作定量比较,并利用优化的BP神经网络模型,以相同的训练区分别对融合前后的影像进行监督分类。结果表明:改进的SVR法融合影像的光谱信息保持性、信息量以及分类精度都优于常用的融合方法,且分类精度比TM影像有较大提高。     

辐射传输模型模拟与深度学习结合的高分一号卫星植被光合有效辐射吸收比例产品反演算法

植被光合有效辐射吸收比例FPAR (Fraction of absorbed Photosynthetically Active Radiation)是碳循环光能利用率模型中的关键参数之一。高分系列卫星的发射，为反演定量遥感产品提供了高时空分辨率的卫星遥感数据，基于高分数据的植被光合有效辐射吸收比例产品能够为生态系统碳循环的分析评估提供更加精细、精度更高的输入参数产品。本文发展了一种基于深度学习的光合有效辐射吸收比例反演方法。该方法利用SAIL(Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves)模型模拟多种太阳入射角度、观测角度、大气条件下的植被冠层光合有效辐射吸收比例及冠层反射率，形成海量输入—输出模拟数据集，具有鲁棒性及更好的普适性；基于深度信念网络对数据集进行训练，得到高分一号（GF-1）卫星光合有效辐射吸收比例遥感反演模型。利用中国科学院怀来遥感综合试验站及黑河流域地表过程综合观测网FPAR地面站点连续观测数据对玉米作物、芦苇草地等下垫面反演的FPAR进行了对比验证，RMSE分别为0.15和0.17。本方法以辐射传输模型模拟的多维大气及地表输入...     

结合光吸收的近海水体硅藻浓度反演模型构建

浮游植物种群结构对了解海洋碳循环，生物多样性等研究具有重要意义。针对某种浮游植物种群生物量的研究，可以掌握浮游植物种群结构变化特征。本研究基于航次实测色素数据，利用CHEMTAX方法获取近海水体硅藻浓度信息，分析实测硅藻浓度数据的空间分布状态。对高斯模型中心波长和半波宽参数进行优化，结合高斯模型分解获取的高斯峰值，分析其与硅藻浓度之间的相关关系，并遴选相关系数较高的高斯峰值。利用不同数学函数，开展高斯峰值与硅藻浓度之间的关系模型构建研究，并结合精度指标（决定系数R2，中值误差ME）判定各数学函数模型的硅藻浓度反演精度，以提出最优的反演模型。研究结果表明：（1）实测硅藻浓度整体上呈现出近岸高，离岸低的空间分布特征，高值区域主要分布在渤海湾及长江口附近；（2）硅藻浓度反演模型精度较高，通过留一交叉验证法对模型进行验证，决定系数为0.79，中值误差为49%,p值小于0.001，该模型为后续开展卫星遥感反演硅藻浓度的工作奠定了基础。     

融合高分一号、风云四号及葵花-8的光合有效辐射遥感方法及产品研究

光合有效辐射是植被生产力模型的重要输入参数，也是陆地生态系统模型及生物地化模型等的重要特征参量。目前的全球或区域尺度光合有效辐射产品在起伏地表情形的精度及可用性尚存在不足，高分系列卫星的发射，为高空间分辨率光合有效辐射遥感产品反演提供了可能。本文结合高分一号卫星(GF-1)反演的地表反照率产品，气溶胶光学厚度产品，日本新一代静止卫星Himawari-8及国产风云四号卫星(FY-4)的云光学厚度产品及美国的SNPP卫星反演的气溶胶光学厚度产品(用于填补GF气溶胶产品的空值区)，发展了一种基于参数化模型的光合有效辐射遥感反演方法。晴空条件下，主要考虑气溶胶和瑞利散射对光合有效辐射的衰减；云天情形，则主要考虑云光学厚度参数对入射辐射的影响，以球形粒子的Mie散射理论和平面平行大气辐射传输原理计算总透过率；针对起伏地表，分别计算地形对坡面入射角度的影响、对直接辐射的遮蔽以及对散射辐射的增强/衰减效应，从而得到高分卫星光合有效辐射遥感反演模型及产品。利用河北怀来试验站、西南大学柑研所及黑河流域地表过程综合观测网的连续观测数据对光合有效辐射产品进行了对比验证，其相关系数为0.87，平均偏差为1.5...