湖泊遥感研究进展与展望

湖泊遥感作为一门新型交叉学科,是湖泊科学和遥感科学的重要分支.本文探讨了湖泊遥感科学的研究对象、内容和方法,通过梳理国内外总体研究进展,总结出湖泊遥感的5个发展趋势:(1)关注问题,从兴趣导向发展到问题导向;(2)观测手段,从地基遥感/中分辨率卫星发展到高分辨率/高光谱/无人机;(3)算法算力,从单机版经验/机理模型发...     

南黄海辐射沙洲邻近海域表层悬浮颗粒物浓度遥感反演

利用2003年春、秋季南黄海辐射沙洲邻近海域水体表观光谱测量与同步水体取样数据,分析该海域不同季节表层水体遥感反射率光谱响应特性。结合常用水色传感器波段光谱响应模拟,建立春、秋季表层水体总悬浮颗粒物浓度(TSM)与悬浮泥沙浓度(SSC)的最适单波段、双波段(波段比值)和3波段统计反演模式。结果表明,不同季节水体上述3类算法的最优波段均不相同,欲寻求适合所有季节水体的统一反演算法,仅能选择次优波段。通过比较,3种不同反演模式中三波段模式更适于反演近岸水体悬浮颗粒物浓度。     

海洋颗粒有机碳浓度水色遥感研究进展

颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环研究的一个重要参数,采用水色遥感技术反演颗粒有机碳浓度为大时空尺度监测海洋碳循环过程提供了重要手段。从基础数据采集入手,简要总结了当前颗粒有机碳样品采样方法及误差影响因素;针对颗粒有机碳水色遥感的国内外研究进展进行了综述,深入分析了POC与生物光学参数之间的关系,对在此基础上建立起来的多种POC水色反演算法进行了归纳和分类比较;简要总结了POC水色反演在多时空尺度监测海洋生态环境中的应用。最后指出了我国海区POC水色遥感研究还存在的问题,对今后的研究工作进行了展望。     

The proportions and variations of the light absorption coefficients of major ocean color components in the East China Sea

The East China Sea (ECS),one of the largest continental seas,has dynamic hydrology and complex optical characteristics that make ocean color remote-sensing retrieval difficult.The distributions and proportions of the light absorption coefficients of major ocean color components based on two large-scale investigations in the ECS are presented,showing these features in typical summer and winter seasons.The absorption coefficient a CDOM,a NAP and a phy of colored dissolved organic matter,non-algal particle,and pigment of phytoplankton show a decreasing trend from the coast to the outer shelf.According to the a CDOM distribution at 440 nm,the Changjiang River plume shows an abnormal southeastward transport.An extremely high a NAP value patch at 440 nm is present in the middle coast.The chlorophyll-a-specific phytoplankton pigment absorption (a phy) is much higher in winter than in summer,which may cause serious underestimated results when applying the averaged a phy into remote-sensing algorithms for chlorophyll concentration retrieval.The importance of phytoplankton size was evident in outer shelf waters.The absorption of a CDOM (440) is a dominant component accounting for over half of the total seawater absorption in summer.The a NAP (440) accounts for 64% of the absorption of the ECS coastal area in winter.     

中国“海洋一号”卫星图像上的冯·卡门大气涡街现象与动力分析

利用中国"海洋一号(HY-1B)"卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)和美国Terra卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)等观测数据对2011年3月2日济州岛东南海域的冯·卡门(von Kármán)大气涡街现象进行了观测和动力分析。COCTS和MODIS观测得到大气涡街涡列距离和涡旋间距比(h/a)均值分别为0.32和0.35;在大气涡街发生海域存在低风速海面风涡旋和海面温度暖舌;济州岛的大气垂直结构存在一逆温层。利用COCTS和MODIS伪彩色合成图观测时间差异,计算得到涡旋移动速率为12.2 m/s,而分别利用它们各自的几何观测参数(h/a),结合涡街动力模型计算得到涡旋移动速率分别为12.8 m/s和12.3 m/s。利用上述观测结果计算得到大气涡街个例的脱落频率为1.24×10-4 s-1,脱落周期为134 min,其中雷诺数范围为60~75,涡街运动学黏性系数范围为2 200~2 750,弗劳德数为0.10,罗斯比数为0.43。分析结果表明中国"海洋一号"卫星数据可用于冯·卡门大气涡街等海洋大气现象的定量化研究。     

水色光谱分析与多成分反演算法

影响水体可见光近红外遥感信息提取精度的因素除大气候正外，主要是对水体（海洋）光谱与水体所含物质成分之间的作用机理了解得不够。由于水体光谱的机理与陆地地物波谱的机理有很大的差别，共光谱数据的测量和分析方法也不一样。该文首先较为完整地描述了地叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质为主要水体成分的水色机理，以及遥感反射率与各成分散射与吸收的关系，确定了进行水体光谱分析所必须的关键参数，然后提出一种基于快局域水体的多     

湖泊水色遥感参数获取与算法分析

湖泊物质组成的复杂性使得湖泊水色遥感难于对海洋Ⅰ类水体的水色遥感,解决难点的关键是湖泊固有光学特性的高精度测量,建立表观光学特性与固有光学特性的关系即生物光学模型是较为适合湖泊水色遥感的技术方法,其中涉及到大气、水体以及水气界面处的辐射传输定律,而去除大气影响是提高湖泊水色反演精度的关键技术之一,分析了获取离水辐亮度所涉及的内容和算法,概括了目前适用于湖泊水色遥感反演的大气校正方法,详细分析了固有光学量的计算方法以及实现湖泊水色遥感的正演和反演的步骤和方法;最后提出了实现我国湖泊水色遥感需要重点研究的问题。     

水体主要成分对表观光学量的影响

遥感反射率是水色遥感中很重要的表观光学量,它和水中色素物质含量有很密切的关系,尤其是在二类水体中,对研究和反演水色3要素：浮游植物色素、总悬浮物、可溶性有机物的浓度起着很重要的作用。通过对分析模型进行模拟分析,同时利用2003年春季黄东海试验的实测数据,对3要素不同含量和相应的遥感反射率之间的关系进行初步探讨,得出一些结果。     

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,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。     

水体中有色可溶性有机物的研究进展

有色可溶性有机物(CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在短波的吸收大大降低了紫外辐射在水体的衰减,因而其光学行为和生物地球化学循环将对水体生态系统产生重要影响。CDOM在水体生态系统、水色遥感和全球碳循环研究中具有广阔的应用前景。文章综述了国内外CDOM研究现状与动态,其中包括CDOM的光吸收特性、荧光特性、光化学降解以及CDOM和DOC浓度的水色遥感,最后提出在内陆水体湖泊中开展CDOM研究的设想。