石油污染水体油浓度及后向散射系数垂向变化特性分析

【目的】探讨石油污染水体油浓度及后向散射系数垂向分布特性,为研究石油类污染水体水下光场变化奠定基础。【方法】于2018年8月25-27日在大连港采用站点固定、时间随潮汐变化的观测方式,测量不同深度的油物质和悬浮物浓度,以及含油水体的后向散射系数(backscattering coefficient, bb)。【结果】油浓度随深度的变化比较复杂,未呈现明显的逐渐下降或者逐渐升高的趋势;不同波段的bb随着深度的变化趋势是一致的;在量级上,bb值最小对应的波段是700 nm,其次是590 nm波段,最大是510、470、442和420 nm,且这4个波段的bb值差别不大;水体后向散射系数bb随深度的变化可以分为陡增型、平缓增加型和单峰型等三种类型。【结论】在含油水体中油浓度和后向散射系数的垂向变化受到潮汐的影响,处于不同涨落潮时不同来向的海水其组分含量不同;石油物质通过吸附在悬浮颗粒物表面形成一个双层结构,共同影响着水体的后向散射系数。     

基于SAR影像后向散射特性的中俄黑龙江流域洪水监测

黑龙江（又称为阿穆尔河）是中国和俄罗斯之间的国际界河,近年来洪水事件频发,给流域内中俄两国带来巨大的人口伤亡和经济损失,加强该流域的洪水监测是两国面临的共同紧迫需求。传统的光学遥感影像受制于洪水期间多云多雨的天气状况,难以及时获得无云影像。本文充分利用全天候雷达数据的优势,提出了一种基于哨兵1号（Sentinel-1）合成孔径雷达数据监测大面积区域洪水的方法。通过Gamma分布和高斯分布拟合SAR影像后向散射系数的概率密度分布,迭代后验概率差值,自动获得全局阈值来分割初始的水体,基于辅助数据细化去除了初始水体中与水体相似的误分类型,并由形态学操作后处理提高了提取的洪水的均匀性。结果表明：(1)与传统的分割算法相比,本文提出的方法基于SAR影像后向散射系数的分布规律进行概率密度函数分段拟合,将全局统计划分为局部关系,显著地改善了常规分割算法在水体和非水体像素量级相差过大而表现不佳的情况;(2)研究获得了2017—2020年逐年的洪水分布,结果总体精度在87.78%～94.89%之间,Kappa系数在0.76～0.89之间;(3)特别是对于大面积半干旱地区,本文结合了后向散射特性、地形和其...     

太湖浮游藻类的后向散射分离及其叶绿素a浓度反演

浮游藻类的后向散射是水体光谱构成的重要组成部分,作为水体辐射传输模型中的重要参数,高精度的藻类后向散射系数对水体叶绿素a浓度的遥感反演精度至关重要。本文以简化的辐射传输模型-生物光学模型为基础,尝试性分离了太湖浮游藻类的后向散射系数。通过藻类后向散射规律分析,建立了浮游藻类吸收、后向散射特征的叶绿素a反演模型,改善了叶绿素a浓度的遥感反演精度。分析表明：藻类颗粒物的后向散射系数与吸收系数之间存在反比关系,且在560 nm、700 nm附近存在明显的散射峰,与叶绿素a浓度之间相关性显著;低密度藻类水体总悬浮颗粒的后向散射以非色素颗粒为主导,适合采用经典的指数模型模拟后向散射系数,而藻类密度较高的富营养化水体,水体总悬浮颗粒的后向散射以藻类颗粒为主导,传统的指数模型已不适用;采用分离藻类后向散射系数的方法,使得叶绿素a浓度的反演值与真实值相关系数从0.66提高到0.98,相对误差从55%降低到38%,均方根误差(RMSE)也由60.95 μg/L降低至13.98 μg/L。其真实性检验表明,与经典指数模型方法相比,利用藻类颗粒后向散射分离方法反演叶绿素a浓度,能够显著改善反演精度。     

动态时间归整算法抑制前向散射直达波干扰

基于衍射CT成像技术,在弱散射条件下根据收发分置目标散射强度的指向分布特性,可以重建目标形状、以及周围介质的声学参数。在目标的正前方,前向散射波和直达波同时到达接收阵,特别是当目标为密度和声速接近于水的弱散射目标时,散射回波完全淹没在直达波中,抑制直达波干扰才能实现目标的识别、方位估计以及声学特性解释。基于语音识别的动态时间归整(Dynamic Time Warping,DTW)算法,是利用归整路径距离的动态规划来求解发音长短不一的孤立词模板匹配的问题。固定入射波方向,以浸没水中的无限长圆柱体目标为例获取实验数据,将DTW算法用于直达波和散射波的分离,并将消除直达波影响后的目标散射远场的强度与严格的解析结果进行了对比,结果表明DTW算法可以有效地在强直达波干扰背景中有效提取目标散射信息。     

基于太阳光度计的成都双流地区夏季气溶胶光学特性研究

选取成都信息工程学院航空港校区为研究区,利用CE318太阳光度计于2013年6月期间连续观测的数据反演气溶胶光学厚度,Angstrom指数和粒子谱分布,然后进行气溶胶光学特性分析,结果表明:气溶胶光学厚度随波长增加而减少;气溶胶光学厚度随人为活动和天气等诸多因素变化而变化;平均波长指数显示该地区气溶胶中小粒子占主控地位,平均直径在1.2μm左右;平均浑浊度系数为0.44,大气处于浑浊状态;粒子谱分布呈双峰型,证明该地区为城市气溶胶类型,也详细表明气溶胶粒径的变化。     

基于后向递推与扩展指数的球谐域高斯滤波系数高精度计算方法北大核心CSCD

针对滤波半径较大、参考球面半径较小、球谐阶数较高时,传统高斯滤波球谐系数计算存在不稳定性的问题,将扩展指数法应用于高斯滤波球谐系数的后向递推计算。数值计算和实际应用均表明,该方法基本可实现在任何半径大小球面上、任意滤波半径的超高阶高斯滤波高精度计算。