荧光法遥感海面叶绿素浓度的波段选择研究

本文从荧光波段范围内的大气效应出发,提出了可能应用于荧光法遥感海面叶绿素浓度的波段。并且用同一高度的航空遥感资料建立了荧光线高度值随波段中心位置和带宽变化的定量线性模式。其次,通过对不同度的航空遥感资料分析,提出了最佳波段选择的判别式。最后得到了两组最佳波段,基本上能满足遥感海面叶绿素α(文中简称叶绿素浓度)的使用要求。     

珠江口水体叶绿素荧光特性研究

利用2003年1月和2004年1月珠江口实测的遥感反射率和叶绿素浓度,建立了基于实测1nm带宽及其模拟MERIS遥感反射率数据的叶绿素荧光特征与叶绿素浓度之间的拟合关系。基于实测1nm带宽遥感反射率光谱,叶绿素荧光峰的位置和高度分别与叶绿素浓度之间存在良好的线性关系和指数关系;基于模拟MERIS遥感反射率数据,叶绿素荧光峰的高度与叶绿素浓度之间存在良好的线性关系,叶绿素荧光峰位置与叶绿素浓度之间不存在明显的相关关系,但可作为叶绿素浓度数量级的有效探针。利用2006年5月和8月的珠江口实测遥感反射率和叶绿素浓度对拟合结果进行了检验,结果表明其精度较高,说明叶绿素荧光特征在探测叶绿素浓度时效果良好且MERIS数据在近岸二类水体叶绿素浓度反演、水质监测等方面有着良好的应用前景。     

大连湾及邻近海域水体叶绿素浓度荧光遥感算法研究

叶绿素荧光遥感算法为探测近岸海域二类水体叶绿素浓度开辟了新途径．基于大连湾及邻近海域的实测数据,本文研究了海水叶绿素浓度的荧光遥感算法．结果表明：随着海水叶绿素质量浓度的增高,荧光峰出现显著的红移现象,叶绿素质量浓度与荧光峰波长存在着正相关关系．此外,基于MODIS、MERIS及GLI传感器荧光波段建立的荧光基线高度算法较差,不适用于该研究海域．选择680、685、690、695、700、705nm作为荧光峰波长建立的荧光基线高度算法,随着选定波长的增大,该算法拟合的相关性逐渐增高,最大相关系数（R2）可达0．91;而以实测荧光峰波长建立的荧光基线高度算法最佳,乘幂函数拟合优于线性拟合,拟合方程为P（chl）=3．167×10^5 FLH^1.45（R2=0．93）．本研究为新一代海洋水色卫星传感器的开发、建造提供了科学依据,并为已有高光谱传感器在叶绿素荧光遥感反演方面的应用打下了基础．     

基于GOCI数据渤海湾叶绿素浓度反演算法的比较（英文）

渤海湾水体交换能力差,自净能力低,每年都要接纳大量的陆源污染物,叶绿素浓度的遥感估算对研究渤海湾海洋赤潮,监测海洋水体水质有重要作用,选择最佳算法反演叶绿素浓度有利于提高反演的精度。本文使用渤海湾的现场测量数据及GOCI遥感反射率数据,利用荧光线高度法、OC3算法、蓝绿波段比值法和近红-红波段比值法建立叶绿素浓度反演模型,并利用实测数据进行算法验证,通过比较各算法的拟合效果和验证结果,对各算法模型进行了评价。结果显示,不同的反演方法准确性有明显差别,荧光线高度法的拟合和反演效果为最佳,而近红-红波段比值法的反演效果最差,OC3算法与蓝绿波段比值法的拟合和反演效果基本相似。     

基于实测数据的北海区海水表层叶绿素a浓度遥感定量反演

为提高我国海洋水色遥感技术和海水环境监测水平,文章根据北海区海水遥感现场监测数据,基于经验算法和荧光基线高度法的回归分析,开展海水表层叶绿素a浓度的遥感定量反演,并选取北黄海近岸海域样本数据进行算法检验。研究结果表明:辽东湾等9个北海区典型海域具有相同或相似海水表层光学特性,适宜建立海水表层叶绿素a浓度遥感定量反演模型;典型海域海水表层叶绿素a浓度与遥感反射率之间的相关关系较强,模型均为简单波段比值模型;二类海水研究区域海水表层叶绿素a浓度与荧光基线高度之间的相关关系不明显;北黄海近岸海域海水表层叶绿素a浓度的最优模型遥感定量反演值的相对误差的平均值为0.669μg/L。     

机载海洋激光荧光雷达叶绿素a测量性能模拟和初步机载实验

发展机载激光荧光雷达系统测量叶绿素a的浓度,模拟了采用三倍频355 nm波长激光作为激发光,机载海洋激光荧光雷达在不同飞行高度和测量不同深度水层的情况下,测量海表叶绿素a浓度的相对误差。依据模拟的参数建立机载激光荧光雷达系统并进行初步机载实验,获得了同经验数据较为一致的测量结果。     

表征赤潮水体太阳激发的叶绿素荧光高度的波段优化 --归一化荧光高度法

采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻、叉角藻、海洋蓝绿藻等赤潮和新月菱形藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线.采用度量太阳激发的叶绿素荧光峰高度的归一化荧光高度法,建立了不同藻类归一化荧光高度与叶绿素浓度的关系.荧光高度计算方法是将红光波段的反射率最大值(R_maxred)和R₆₈₅分别归一化到560 nm处的R₅₆₀和560 nm附近整个光谱曲线的最大值R_{560 max}上或675 nm处的R₆₇₅和675 nm附近的最小值R_675mini上.结果表明,不同藻类的R_maxred/R₅₆₀max和R_maxred/R_675mini与叶绿素a的相关系数分别比R₆₈₅/R₅₆₀和R₆₈₅/R₆₇₅与叶绿素的相关系数高,但在海洋现场测量中由于近岸二类水体其他水色组分以及大气校正误差的影响,R_maxred/R_675mini和R₆₈₅/R₆₇₅更适合于实测的叶绿素浓度估算.采用三种统计回归方程建立了不同藻类归一化荧光高度与叶绿素浓度关系,除个别藻种外,大部分的相关系数在0.9以上,其中FLH=a+(Chla)b回归方程得到的相关系数优于其他两种方法,相关系数大于0.93,这表明藻类水体的荧光特性和叶绿素浓度之间的普遍关系是非线性的.     

萤光线成像仪简介

一台新的遥感传感器“萤光线成像仪”[Fluorescence Line Imager(简写FLI)]已由加拿大多伦多MONITEQ有限公司研制成功,并已提供给加拿大海洋渔业部试用。该仪器能使海面叶绿素a自然激励而引起的萤光信号成像,同时也能用于陆地和其他海洋要素的研究,它具有分辨率高、频带宽,光谱信息成像的先进性和应用上的灵活性等优点,是目前世界上对美国发射的雨云-7卫星上携带的海岸带水色扫描仪(CZCS)光谱性能有所改     

利用海洋多波段扫描仪航空遥感海面叶绿素浓度的研究

本文首先介绍了由中国科学院上海技术物理研究所最新研制的海洋多波段扫描仪（OMS）的性能和特色，并描述了1999年10月份在黄渤海典型海区进行航空校飞的实验的概况及校飞资料的处理过程。然后，针对不同海区的水色特点，着重探讨了通过最佳通道选择进行假彩色合成叶绿素的定性提取法和模式计算的定量提取法的原理和方法。最后，通过航空校飞、卫星遥感和实测三种准同步资料所得叶绿素浓度空间分布的趋势比较验证了两种叶绿素提取方法和可信度，同时也显示了在OMS基础上所研制的我国第一颗海洋水色卫星水色遥感器的应用前景。     

赤潮水体红光波段反射光谱的模拟及形成机理

赤潮水体红光波段反射光谱中"荧光峰"的红移现象一直备受研究者的广泛关注。本文基于前向辐射传输模型,通过2011年7月9日在大连湾海域实测的赤潮水体吸收系数和后向散射系数模拟了弹性散射作用下的反射光谱,发现在未考虑叶绿素荧光的情况下,红光波段仍存在显著的反射峰,且随叶绿素浓度的增加,反射峰出现红移现象;加入叶绿素荧光后,模拟光谱红光波段反射峰的位置与高度出现不同程度的改变,与实测光谱的更接近;对比模拟光谱与实测光谱可确定,红光波段的反射峰由吸收、后向散射以及叶绿素荧光共同控制,而文献中通常提到的"荧光峰"红移实由浮游藻类红光波段的强吸收作用导致,与叶绿素荧光无关,因此反射峰红移的说法更为合理。     

浊度对活体叶绿素荧光检测的影响及修正方法

本文研究了泥沙悬浮液浊度对叶绿素荧光计测定水样中活体叶绿素荧光的影响。结果表明,浊度产生的荧光效应和遮蔽效应对活体叶绿素荧光测定具有显著影响。在100 NTU浊度范围内,浊度会导致荧光效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而增大,并构成良好的线性关系;实际测定水体中硅藻的活体叶绿素荧光值时,泥沙悬浮液的浊度会导致遮蔽效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而减小,水体中硅藻质量浓度越高遮蔽效应越显著,在1 000 mV(约10 μg/L)硅藻质量浓度,100 NTU浊度条件下,浊度遮蔽效应可导致活体叶绿素荧光值偏低20%。根据近海泥沙实验数据,本文提出了一种活体叶绿素荧光检测的浊度影响修正方法,在100 NTU浊度内,修正后叶绿素荧光值偏差率都下降到±10%以内,校准后的荧光值与真实叶绿素荧光值较为接近。     

大气透过率与程辐射强度定量测量

本文叙述了影响遥感海洋要素的大气参数——透过率和程辐射强度的定量测量原理和方法,并列举了四个谱段的测量实例。结果表明,这种测量方法是可行的,所测大气参数对定量分析遥感海洋要素是有意义的。     

用于海洋现场监测的小型叶绿素a荧光计和浊度计

论文描述了一种叶绿素荧光计和浊度计,该仪器采用超亮LED作为叶绿素荧光激发光源,IR管作为浊度照明光源,在光机系统设计上将叶绿素测量功能和浊度测量功能合并,从而使该仪器具备小型化、精度高、便于集成的特点。试验结果表明,该仪器可以用于海洋现场测量。     

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权海洋水色遥感是利用航天或航空传感器上对海洋水色敏感的电磁波来监测海水叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度以及海水污染浓度等海洋水色因子，用以评估海洋初级生产力、河口海岸泥沙运输量及过程、海水有害物质含量以及污染源和污染范围，进...     

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。     

海洋表层叶绿素浓度的激光雷达测量方法和海上实验

依据激光感生荧光的原理和叶绿素分子的荧光谱特性,研制一套激发波长为532nm的海洋激光雷达系统,用于海洋表层叶绿素分子浓度的快速测量。应用该系统于1994年10－11月进行一次长距离的海上现场实验,对东海（2－32°N,122—129°E）21个站位的表层叶绿素浓度进行了测量,得到0．15μg/L-1．10μg／L范围的表层叶绿素分子的浓度分布。测量结果与水样的分光光度计测量结果相吻合。     

实验室测定浮游藻类光谱反射率R∞的方法

地物的光谱反射率,是遥感图象分析的基础和依据。同样,藻类的光谱反射率R_∞,是遥感海洋叶绿素的基础和依据,也是影响海洋光谱特性的重要因素。 在海面上,用野外分光光度计测定某种藻类、某种浓度的光谱反射率是最直接的方法。但是,海上测定受到气象、海况、太阳高度、船舶颠簸、仪器使用条件等多种因素的影响,实验数据分布离散,工作条件差。在实验室测     

南海西北部夏季叶绿素a浓度的分布特征及其对海洋环境的响应

南海生态动力学过程复杂,尤其是夏季,在东南季风的影响下,南海西部的上升流、西北部东北向的离岸流对该海区乃至整个南海生态动力学过程都有重要的影响。根据1999—2003年的SeaW-iFS卫星遥感叶绿素a浓度数据,结合2004年在南海北部海洋观测航次实测的叶绿素a浓度数据,分析了南海西北部夏季叶绿素a的分布特征;同时根据海表温度、风场、海面高度等卫星遥感历史资料,探讨了叶绿素a浓度的分布及其对环境因子的响应。结果表明,南海西北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度的分布有显著的空间变化:在西部半径达500km低温、强风的半圆形海域范围叶绿素a浓度较高(>0.15mg.m-3),其中位于越南金兰湾东北部有一叶绿素a浓度更高的激流形带(>0.2mg.m-3);而在南海东北部夏季(6—8月)叶绿素a浓度明显偏低(<0.12mg.m-3)。叶绿素a的这种空间分布特征同季风等海洋环境因素之间有密切的关系。对比实测叶绿素a浓度显示,遥感叶绿素a浓度同实测叶绿素a浓度有很好的一致性。     

不同Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响

本文研究了不同的Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻(Chlorella sp.)和微绿球藻(Nannochloris oculata)生长及叶绿素荧光特性的影响.三因子方差分析结果表明,Cd2+浓度、磷酸盐浓度、胁迫时间及三者的交互作用对小球藻和微绿球藻的叶绿素荧光特性、叶绿素相对含量以及细胞密度均具有显著影响(...     

红外和微波辐射计反演海表面温度的比较

介绍了红外辐射计和微波辐射计测量海表面温度的原理,分析了它们各自在反演海表面温度时的差异。在全球范围的海表面温度的遥感蛉测中,红外辐射计和微波辐射计的遥感精度受到多种因素影响。传感器本身的噪音、算法反演精度、传感器分辨率、搭载卫星的全球覆盖率等自身因素使辐射计的探测资料产生差别：大气状况、海面风速、测量海洋不同深度海水的表征温度等外界因子也同时影响着红外辐射计和微波辐射计的遥感精度。了解红外波段和微波波段的辐射计在各方面的优劣,有助于发挥各自特长,有效提高卫星监测海表面温度的精度。