台湾海峡MERIS数据大气校正研究

根据MERIS(Medium Resolution Imaging Spectrometer,中等分辨率成像光谱仪)L1B产品特点,以台湾海峡为研究区域,开展MERIS数据大气校正研究。在阐述水色遥感数据大气校正原理的基础上,首先进行水体像元提取和辅助参数空间内插,获取大气校正所需的数据集。接着进行耀斑反射率计算和校正并利用加倍法精确计算瑞利散射。最后针对台湾海峡水体为清洁到轻度浑浊,提出先区分水体类别,再分别利用epsilon指数外推法进行一类水体气溶胶散射计算,和利用神经网络法计算二类水体离水反射率即ρw的方法。对大气校正的结果进行ρw负值像元数统计和光谱分析表明,该方法不仅降低ρw为负值的像元数,而且使大气校正后水体的光谱曲线同现场数据保持较好的一致性。     

基于FY-3/MERSI数据的北冰洋流冰自动提取与跟踪方法

北冰洋航路是未来全球航运的重点开拓领域,海冰运动对北冰洋航路开发有重要影响。本文利用风云三号卫星中分辨率光谱成像仪(FY-3/MERSI)数据的特点和优势,研究北冰洋流冰自动提取和运动跟踪的方法。首先在分析流冰灰度分布特征的基础上,提出分区域阈值分割与梯度差分相结合的方法实现块状流冰提取,然后根据块状流冰的多种几何特征匹配同名流冰并计算其运动速度。应用这种方法跟踪2011年6月弗雷姆海峡流冰运动,跟踪结果与美国国家冰雪数据中心提供的极地网格化日均海冰运动矢量整体趋势一致,验证了方法的有效性。这种方法获取各块流冰实际运动速度,可以有效弥补网格化海冰运动平均速度场分布和细节的不足,为北冰洋航路开发提供更详细的流冰运动信息。     

应用极化合成孔径雷达检测海上溢油研究进展

海上溢油给海洋生态环境带来严重的影响,快速准确地探测溢油对于防灾减灾具有重要的意义。利用卫星遥感探测溢油已成为目前主要的检测手段,大多采用合成孔径雷达(SAR)数据,运用图像处理的方法,开展了多种溢油提取算法的研究,取得了较好的结果,但由于海洋的类溢油现象存在,造成提取信息的精度达不到要求。近年来,国内外运用极化SAR数据开展溢油信息提取研究,从极化分解与相位差等角度对溢油特性分析,能有效地区分一些类溢油现象,得到了较理想的结果。分析了应用SAR数据开展溢油信息提取的研究状况,总结了溢油极化SAR探测的研究,指出了目前研究中存在的不足,并提出了今后溢油极化SAR遥感监测的方向。     

基于星载SAR的海上溢油检测研究进展

基于大量有关星载SAR溢油检测研究和溢油微波散射特性研究文献的梳理和总结,回顾了星载SAR传感器的发展历程和海上溢油检测技术原理,重点总结了目前国内外基于单极化SAR数据、全极化SAR数据对溢油信息提取研究的进展,概述了溢油水面微波散射特性研究对SAR溢油检测研究的重要辅助作用及当前的研究成果,分别讨论了目前星载SAR溢油检测和溢油微波散射特性研究中存在的不足,并针对今后需解决的关键技术及发展方向进行简要分析。     

珠江口二类水体MODIS 数据大气校正

以珠江口海域为主要研究区域,针对近岸二类水体近红外波段离水辐射为0的假设不再成立,导致MODIS标准大气校正算法中用于大气校正的两个近红外波段的气溶胶散射值的高估,引起可见光波段离水辐射值较实际值偏小,甚至出现负值的问题,研究了748,869 nm波段的气溶胶散射及离水辐射之间的关系,提出了珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法。通过与MODIS数据标准大气校正算法、基于短波波段的二类水体MODIS数据大气校正算法相比,表明珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法具有一定的优势。     

海岸带区域SPOT卫星数据大气校正处理

将SPOT卫星自身近红外波段的数据作为气溶胶信息的来源,假设近红外波段暗像元受到大气影响较弱,卫星表观反射率近似等于地表反射率,且近红外波段暗像元与红光波段具备近似的线性关系,通过开源6S大气辐射传输模型的调试运行,并结合敏感性实验建立大气校正所需的查找表,最后通过一定的算法,实现了SPOT卫星Level_0级数据的大...     

光谱信息与纹理特征结合的GF-1海上溢油检测研究

围绕溢油光学探测工作中油膜信息提取精度低等主要问题,本文利用10景GF-1 WFI数据,发展了一种以光谱信息与多种纹理特征相结合的油膜检测方法。该方法不仅充分考虑了不同光谱组合对油膜与海水的区分能力,并且在纹理特征选择中尝试并确定了灰度共生矩阵的窗口大小、方向、位移量和灰度量化级四个参数,结合不同情况的油膜选择了合适的纹理特征;最后,将选取的若干纹理特征量与最优光谱组合构成多波段数据,应用在4种监督学习分类器中,评价分析了油膜检测的准确性,最终确定支持向量机为最优分类器,这一结论将为今后的海上溢油监测工作提供参考。     

水色遥感大气校正方程的研究进展

大气校正是水色遥感研究中必不可少的一步,文中概括总结了对于一类水体、二类水体的大气校正以及在每类水体中对气溶胶单散射、复散射两种情况下的大气校正方法,列出了比较实用的计算流程。     

基于改进Faster R-CNN模型的SAR图像溢油检测方法

SAR（synthetic aperture radar）图像溢油暗斑准确识别对海上溢油应急工作具有重要的意义。为减少SAR图像特征提取、特征选择过程中人为因素对溢油检测精度的影响,本文将Faster R-CNN卷积神经网络模型引入SAR图像溢油检测并进行了改进。针对溢油暗斑形状多样及SAR图像背景复杂的特点,选用结构一致且实用性强的VGG16卷积网络获取图像特征,并使用软化非极大值抑制算法（Soft-NMS）进行优化。同时基于相同的数据集,提取常用的SAR图像几何特征、灰度特征和纹理特征,构建反向传播（backpropagation,BP）人工神经网络溢油检测方法并与Faster R-CNN方法进行对比。实验结果表明,基于改进Faster-RCNN模型的溢油检测方法溢油检测率达到0.78,且溢油检测虚警率低于0.25,相比BP人工神经网络溢油检测方法样本识别率、溢油检测率分别提高了4%和5%,溢油虚警率降低了5%。     

Landsat-8 OLI卫星数据的大气校正检验及其应用

本文检验了Vanhellemont和Ruddick算法在浑浊的海洋沿岸水体中的适用性。采用基于Vanhellemont和Ruddick算法对2013—2015年黄河口水体的landsat-8 OLI数据进行大气校正,该算法得到的OLI反射率与黄河口高光谱实测反射率较一致, R为0.95,在483 nm(蓝)、561 nm(绿)、655 nm(红)波段处平均相对误差为16.4%、17.3%和25.7%。MODIS和Landsat-8 OLI数据获取的悬浮物浓度之间一致性较好, R为0.85,平均相对误差为20.5%,表明该算法适用于黄河口水体。基于时间序列OLI数据,得到了悬浮物浓度时空分布特征。黄河口悬浮物浓度变化差异主要由风速和输沙量引起的,风速和输沙量对悬浮物浓度的影响存在一定的时间滞后现象。     

星载SAR监测海洋溢油污染的初步研究

对星载SAR监测海洋溢油的基本原理进行总结并分析了影响溢油监测的SAR参数及干扰SAR海洋溢油监测的各种因素;对搜集到的星载SAR数据进行处理,并给出中国黄海海域的海上溢油分布的初步统计分析,结果表明该海区的溢油主要分布在海上主要航线附近。     

我国海区SeaWiFS资料大气校正

利用光谱辐射传输理论，结合海上同步实测资料，开发出我国海区SeaWiFS资料大气校正模型。经卫星资料处理结果比对，本模型在一类水体，基本消除了412nm和443nm波段离水辐射率小于0的现象；在二类水体，利用临近一类水体的大气条件进行了有效的大气校正；同时建立了670nm,765nm,865nm波段的大气校正模型，这三个面适用于高浓度悬浮泥沙的信息提取。本模型用于处理我国海区的SeaWiFS资料比美国NASA模型更适合我国海区特定的大气和海洋环境，为SeaWiFS资料海洋水色信息提取和我国海洋一号（HY－1）及风云一号（FY－1C）卫星资料的大气校正研究提供了技术基础。     

三维溢油预报模型

根据浅海流体动力学方程组,利用ADI方法求解海域的瞬时流场,并应用拉格朗日方法预报溢油质心的运动轨迹,通过实测与计算比较,指出此模式有较高的精度。     

海洋水色遥感资料红光波段的大气纠正

通常的大气纠正方法不考虑对红光波段进行大气纠正,文章在阐述海洋水色遥感资料大气纠正基本原理和方法的基础上,提出了简单可行的方法,对红光波段与其它波段一同进行大气纠正,并用C语言完成了该纠正方法的程序编制和调试,使海洋水色遥感资料的大气纠正更加完善,有利于更好地对近岸海区开展海洋水色遥感应用研究。     

Argo溶解氧数据的气候态校正方法改进

Argo浮标观测的溶解氧数据的质量控制方法目前还还不够完善,其中传统的气候态校正方法存在的问题主要表现为会受到异常剖面和异常斜率系数的影响。本文针对这些问题,提出了一套气候态校正方法的改进方案,包括:1)使用中值法取代平均值法;2)利用比较浮标观测的溶解氧饱和度整个剖面与气候态剖面的方法,提出了一种异常剖面的剔除标准;3)提出了一种异常斜率系数的剔除标准。改进后的溶解氧剖面与气候态剖面更为接近,有效避免了异常剖面与异常值的影响,显著提高了Argo浮标观测溶解氧的整体数据质量。     

FY-3A/MERSI, ocean color algorithm, products and demonstrative applications

A medium resolution spectral imager (MERSI) on-board the first spacecraft of the second generation of China’s polar-orbit meteorological satellites FY-3A, is a MODIS-like sensor with 20 bands covering visible to thermal infrared spectral region. FY-3A/MERSI is capable of making continuous global observations, and ocean color application is one of its main targets. The objective is to provide information about the ocean color products of FY-3A/MERSI, including sensor calibration, ocean color algorithms, ocean color products validation and applications. Although there is a visible on-board calibration device, it cannot realize the on-board absolute radiometric calibration in the reflective solar bands. A multisite vicarious calibration method is developed, and used for monitoring the in-flight response change and providing post-launch calibration coefficients updating. FY-3A/MERSI ocean color products consist of the water-leaving reflectance retrieved from an atmospheric correction algorithm, a chlorophyll a concentration (CHL1) and a pigment concentration (PIG1) from global empirical models, the chlorophyll a concentration (CHL2), a total suspended mater concentration (TSM) and the absorption coefficient of CDOM and NAP (YS443) from China’s regional empirical models. The atmospheric correction algorithm based on lookup tables and ocean color components concentration estimation models are described. By comparison with in situ data, the FY-3A/MERSI ocean color products have been validated and preliminary results are presented. Some successful ocean color applications such as algae bloom monitoring and coastal suspended sediment variation have demonstrated the usefulness of FY-3A/MERSI ocean color products.     

应用LAMP-LFD技术可视化检测河流弧菌(Vibrio fluvialis)的研究

以河流弧菌(Vibrio fluvialis)为检测对象,将环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)与横向流动试纸条(lateral flow dipstick,LFD)联合应用,建立了快速便捷的LAMP-LFD方法。该方法以河流弧菌的外膜蛋白omp U基因作为检测靶标,在其保守区域设计6条特异性引物(上游内引物由生物素标记),并在两条外引物的有效扩增区段内设计1条特异性探针,由异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)标记。使用引物进行有生物素标记的LAMP反应,产物与FITC标记的探针完成杂交,杂交产物在LFD上进行结果展示。结果表明,LAMP-LFD方法可特异性地检出河流弧菌,对近似物种如创伤弧菌等弧菌病原以及迟缓爱德华菌等其他水产养殖病原的检测均呈阴性。经优化,LAMP的反应条件为63°C反应25min,加上5min的探针杂交和3—5min的LFD显色,整个检测时程约35min。利用该方法最低可检测到1.0×10~2 CFU/m L的河流弧菌纯培养物,能够从污染强度为5.0×10~2 CFU/m L的组织样品中检测到该病原。该方法设备依赖性更低,仅需简单的恒温加热设备即可完成。因此,本研究建立的河流弧菌LAMP-LFD方法,具有操作便捷,设备依赖性低、灵敏度高和检测快速等优点,在河流弧菌的基层检测中具有良好的应用前景。     

海面溢油轨迹的分析与预报

考虑主要分期（Ｍ２，Ｓ２，Ｋ１，Ｏ１，Ｍ４，ＭＳ４）的潮流以及Ｍ２分期的潮汐余流，建立预报潮流场，并考虑海面风力的作用以及油的蒸发和乳化，利用欧拉－拉格朗日方法跟踪油膜的中心点，提出预报油膜的轨迹及其扩散范围。该模型适用于近岸事故溢油的快速预报．     

BP网络海上石油平台溢油污染等级评估方法

通过分析与溢油污染程度有关的影响因素,首次构建了海上石油平台溢油污染程度评价指标体系.针对模型无样本的难题,对评价指标进行分级,利用Rand函数在各分级标准内随机生成足够数量的训练和测试样本,建立了较合理的网络结构,构建了石油平台溢油污染等级BP网络模型.研究结果表明BP网络模型具有很强的泛化能力,能够用于评判未知样本...