厦门海域水体悬浮物遥感反演算法研究

通过现场实测厦门海域水体遥感反射率及水体悬浮物浓度,分析了该海域水体的遥感反射光谱特征,选取了特征波段及组合建立了该海域水体悬浮物浓度反演模型。本文经过对比分析水体中呈悬浮态的总颗粒物质量浓度的不同反演方法,最后得出悬浮颗粒物在近红外波段的反射曲线的反射率高值和低值围成的区域面积可较好的反演研究区域的悬浮颗粒物浓度,其统计回归模型的决定系数是0.66,该反演算法的RMSE是10.25mg/L,相对误差是7.79mg/L。     

厦门同安湾海域赤潮期间叶绿素变化的若干典型特征

2004～2007年对厦门同安湾海域赤潮期间的叶绿素进行每隔15 min的长期、连续、自动、实时、定点监测,取得的126510组数据表明:赤潮期间叶绿素的变化形态具有很强的特征规律.赤潮的发生,从其整个发生和消亡过程的形态中可以分为对称型、不对称型、弱势型和强势型.研究这些不同的形态,对规范赤潮的监视监测、预警预报和深入研究赤潮形成的机理有重要的意义.     

河北近海海域海冰时空变化遥感监测分析

河北近海海域每年冬季都会出现不同程度的海水冻结现象,实时连续监测海冰变化对制定有效的防灾减灾措施具有重要意义。利用MODIS、环境一号、高分一号、高分四号等多源卫星遥感数据,提取了2010—2018年8个冬季的河北近海海域海冰信息。以冰期、盛冰期、海冰最大面积、海冰最大外缘线和海冰最大叠加频次作为统计指标,分析了海冰时空变化特征。结果表明,河北近海海域海冰通常始于12月中下旬,终于次年2月下旬,冰期一般为50~60 d,盛冰期多数出现在1月下旬至2月上旬。在一般冰年,海冰多初现于唐山附近海域,消融于沧州附近海域。2010—2018年,前3个年度海冰冰情相对稳定,均相对较重;而近5个年度冰情变化相对剧烈,冰情较轻与较重的年度大体呈间隔式出现。监测期海冰冰情整体呈下降的变化趋势。     

金属材料及构件在厦门海域腐蚀规律分析

对铝合金型材、铜合金构件、5种波纹管和5种钛合金焊接件等在厦门海域进行了自然环境试验。试验1年后发现:各种钛合金构件和铝合金型材均有优良的耐蚀性能,自然环境中暴露1年后,钛合金构件表面仍保持原有的金属光泽;铜合金构件能较好地防止多种海生物的附着;而不锈钢在海水中易产生局部腐蚀。     

厦门近海域大气中挥发性有机硫化物特征研究

为研究厦门近岸海域挥发性有机硫化物(volatile organic sulfur compounds,VOSCs)的季节性变化特征,于2013年采集了厦门近海域4个季节典型时段的大气样品,并利用三段预浓缩和GC-MS联用技术的方法对挥发性有机硫化物的浓度进行了测定。研究结果表明:大气中VOSCs浓度季节变化显著,其中冬季最高(2 643.04 ng/m3),而夏季最低(829.08 ng/m3),主要受到夏季风速高和台风雨的吸收和稀释作用影响。对比不同采样点各种硫化物组分可知,羰基硫(COS)是厦门近海域大气中有机硫化物的最主要组分,浓度范围在757.14~1 373.50 ng/m3,占总VOSCs的58.1%~75.8%。二甲基硫(DMS)和二甲基二硫醚(C2H6S2)在会展中心采样点的浓度最高,分别为143.54 ng/m3(秋季)和406.10 ng/m3(冬季);甲硫醇(CH4S)和乙硫醚(C4H10S)在珍珠湾采样点的浓度最高,分别为439.14 ng/m3(冬季)和411.61 ng/m3(春季)。厦门近岸海域各站位点有机硫化物组分的浓度变化主要受到季节性差异、人为因素和气象因素等的影响。     

海岸带湿地变化及其对生态环境的影响:厦门海域案例研究

以厦门海岸带湿地为研究目标,收集调查从20世纪50年代至今与厦门海岸带湿地相关的资料和数据,从浅海海域面积的减少,近岸泥沙淤积,底部沉积物改变,红树林的面积减少4个方面,分析厦门海岸带湿地长期变化的状况和原因,并在此基础上进一步从厦门海域水质变化、近海底栖生物类型变化、航道淤积、水产养殖问题和珍稀海洋动物生存状况5个方面分析由于海岸带湿地变化对厦门海湾生态环境产生的影响。     

运用多时相直接分类法对土地利用进行遥感动态监测的研究

采用多时相直接分类法对贵州省 (原 )安顺市从1987～1995年间的土地利用变化状况进行了遥感动态监测。与以往方法相比 ,该方法不仅可以直接获得变化类型及其数量 ,而且可以避免分类后比较法所容易出现的逻辑性变化探测错误。对不同分类波段组合的试验表明 ,经过差值、比值处理的前3种波段组合 ,具有较差的分类效果 (总体精度只有30 %～40 % ) ,而那些能较好地保留原始信息的波段组合 ,则具有相对较好的分类效果 (总体精度超过70 % )。另外 ,分类效果还明显地受到所采用的辐射校正方法的影响 ,经过暗组亮组辐射校正的影像要明显比只经过简单辐射校正(直方图法 )的影像具有更好的分类效果 ,总体精度提高了16.6 %。该方法的应用结果表明 ,研究区在8年间经历了一些明显的土地利用变化 ,例如城镇扩展、耕地减少、菜地变迁等。     

厦门海域正构烷烃组成特征及石油烃污染情况研究

本文对厦门海域水体及表层沉积物的正构烷烃含量及水体中的石油烃含量进行检测,通过正构烷烃的组成特征和特征比值分析其来源,并对石油烃污染情况进行评价。结果表明,厦门海域水体中石油烃含量符合国家一类海水水质标准,正构烷烃含量与1995年厦门海域的水体正构烷烃含量相比有较明显的升高,石油烃污染有加重的可能性。沉积物正构烷烃含量为1.80~4.27 μg/g,对姥鲛烷和植烷比值（Pr/Ph）、长短链比值（L/H）、碳优势指数（CPI）和主峰碳数等特征比值的分析,表明厦门海域沉积物环境为还原性,厦门西海域、同安湾和九龙江口海域正构烷烃组成为双峰型,陆源贡献大于海洋贡献且有受到石油烃污染的可能性;东海域和大嶝海域正构烷烃组成表现为单峰型,主要体现为海洋生物贡献,但是无法排除石油烃污染的可能性。     

深圳近岸海域水质遥感监测及时空变化

近年来,近岸海域富营养化与赤潮暴发问题日益突显,对粤港澳大湾区核心城市深圳的可持续发展构成重要挑战。为有效解决这一问题,了解深圳近岸海域水质和赤潮暴发事件的时空动态变化至关重要。利用MODIS卫星传感器数据,建立了水质遥感反演和赤潮自动化提取模型,首次揭示了深圳海域水质关键参数与赤潮暴发的时空格局,并分析了主要驱动因素。研究结果显示,深圳市辖海域赤潮年均影响范围为300.50 km²,年均暴发频次为2.38次。2015—2022年,赤潮暴发覆盖面积每年增长约为6.7%。珠江口和深圳湾海域的悬浮泥沙浓度和叶绿素a浓度高于大鹏湾和大亚湾,并呈增长趋势。尽管珠江口东部海域富营养化程度高,赤潮暴发频次却较低,主要受河口悬浮泥沙的影响。而水质较好的大鹏湾和大亚湾赤潮暴发频次较高,且呈逐年上升趋势,这可能与氮磷比的变化有关。南澳、葵涌与坝光海域的氮磷比含量需重点关注,并对其陆域片区的面源污染源进行综合评估,研究结果可为稳步推进深圳及其周边海域环境治理修复和考核管理提供重要基准信息。     

春季厦门海域表层海水中二甲基硫的含量分布

采用固相微萃取(SPME) 气相色谱法(GC)测定了厦门海域20个站位表层海水中DMS二甲基硫的含量,并对其分布进行分析。结果表明,厦门海域DMS含量在0 65～40 69nmol·L-1,平均浓度为12 83nmol·L-1。其中,西海域的含量最高,东海域次之,同安湾最低。与其它海域海水中DMS浓度比较,厦门海域DMS含量较高,浓度变化范围大,与叶绿素a浓度及表层水温、盐度之间无明显的相关关系。     

遥感在近岸海洋环境监测中的应用

简要介绍了遥感在近岸环境监测中的应用,重点介绍了悬浮物质、叶绿素等水环境要素遥感监测及国内外进展,并就目前近岸环境遥感监测中存在的问题和未来的发展趋势提出了一些看法。     

Remote sensing of the urban heat island and its changes in Xiamen City of SE China

World-wide urbanization has significantly modified the landscape, which has important climatic implications across all scales due to the simultaneous removal of natural land cover and introduction of urban materials. This resulted in a phenomenon known as an urban heat island(UHI). A study on the UHI in Xiamen of China was carried out using remote sensing technology. Satellite thermal infrared images were used to determine surface radiant temperatures. Thermal remote sensing data were obtained from band 6 of two Landsat TM/ETM^ images of 1989 and 2000 to observe the UHI changes over l l-year period. The thermal infrared bands were processed through several image enhancement technologies. This generated two 3-dimension-perspective images of Xiamen‘s urban heat island in 1989 and 2000, respectively, and revealed heat characteristics and spatial distribution features of the UHI. To find out the change of the UHI between 1989 and 2000, the two thermal images were first normalized and scaled to seven grades to reduce seasonal difference and then overlaid to produce a difference image by subtracting corresponding pixels. The difference image showed an evident development of the urban heat island in the 11 years. This change was due largely to the urban expansion with a consequent alteration in the ratio of sensible heat flux to latent heat flux. To quantitatively compare UHI, an index called Urban-Heat-Island Ratio Index(URI) was created. It can reveal the intensity of the UHI within the urban area. The calculation of the index was based on the ratio of UHI area to urban area. The greater the index, the more intense the UHI was. The calculation of the index for the Xiamen City indicated that the ratio of UHI area to urban area in 2000 was less than that in 1989. High temperatures in several areas in 1989 were reduced or just disappeared, such as those in old downtown area and Gulangyu lsland. For the potential mitigation of the UHI in Xiamen, a long-term heat island reduction strategy of planting shade trees and using light-colored, highly reflective roof and paving materials should be included in the plans of the city planers, environmental managers and other decision-makers to improve the overall urban environment in the future.     

厦门海岸工程对岸线变迁及海洋环境的影响研究

在Arcview 3.3软件的支持下,以厦门市1989年、1997年和2007年三个时期的遥感影像图为数据源,研究厦门的海岸变迁;通过搜集整理文献资料,总结围填海面积增长情况,研究表明:1980年以前,厦门的围填海以西海域和同安湾居多,西海域围填海面积达5 605 hm2,同安湾围填海面积2 796 hm2;1980年-1999年,整个厦门海域的围填海面积为982.05 hm2;2000年-2006年,整个厦门海域的围填海面积为762.44 hm2。长期多项海岸工程建设提升了厦门海洋经济社会的发展水平,但也使得海洋生态环境受到了严重的影响,如海岸地形地貌改变、纳潮量大量减少、生物多样性被破坏、水质恶化等。     

天津市近岸海域水质变化趋势分析及水质目标研究

掌握海域水质变化趋势、制定科学合理的水质目标,有助于精准实施重点海域排污总量控制,制定有效的污染物管控政策。利用广义加性模型（GAM）,基于2007—2018年天津市近岸海域营养盐浓度及降水量数据,建立水质变化趋势分析模型和水质目标确定方法,在评估天津市近岸海域12个监测站位无机氮和活性磷酸盐浓度变化趋势的基础上,提出天津市近岸海域水质控制目标,并分析水质目标的合理性和可达性。结果表明：2013—2018年与2007—2012年相比,天津市近岸海域无机氮浓度总体呈下降趋势,下降比例为13.19%,95%的置信区间为−30.37%～3.96%;活性磷酸盐浓度总体呈上升趋势,上升比例为7.01%,95%的置信区间为−11.43%～25.45%,尚未恢复到2007—2012年的平均水平;提出2025年天津市近岸海域无机氮、活性磷酸盐二者综合优良水质比例达到75%的控制目标;将天津市近岸海域划分成7个区域,建议据此实施海域水质分区管理,进一步加强农业面源污染防治,强化流域上下游协同治理和省际水污染联防联治,持续改善天津市近岸海域水质。

     

2021年中国北方首次沙尘天气的多源遥感分析

利用多源遥感数据和NCEP再分析资料,从沙尘源区的地理环境和气候特征出发,对2021年中国北方首次沙尘天气事件每日的大气环流形势以及沙尘的水平,垂直分布特征进行深入的研究分析.结果表明:源区内异常增温,降水稀少的气候背景下致使大面积裸露松散的土壤含水量较低,为大范围,高强度沙尘天气的形成提供了物质基础;频繁活动的冷空气,是沙尘天气爆发的动力因子.沙尘在强风中沿东南方向向下游地区输送和扩散,中国西北,华北,黄淮,江淮,江汉地区和江南北部等地先后受到沙尘天气的影响,空气质量迅速恶化,首要污染物为PM₁₀.此外,沙尘气溶胶东移也波及朝鲜半岛,日本等下游地区.在输送过程中,内陆地区沙尘主要分布在1~6km,而下游地区的沙尘则集中分布在2km高度附近,粒径较大的沙尘出现在近地表的频率较高,较小的颗粒主要分布在对流层中下层.     

顾及空间自相关性的高分遥感影像中建设用地的变化检测

在中国城市化的进程中,建设用地常常连片分布,其开发在空间上具有明显的聚集性,表现出较强的空间自相关性,这在高空间分辨率的遥感图像中更加明显。基于2016年、2017年两期南京市域内的北京2号3.2 m多光谱遥感图像,对比分析了引入变化向量的空间自相关指数作为图像特征后建设用地遥感变化检测的性能。首先提取遥感图像光谱变化向量的局部G指数、Moran’s I和Geary’s C三个典型空间自相关指数,然后确定适用于变化检测的最优空间间隔(Lag)范围和最优自相关指数。结果表明:(1)光谱变化向量在空间上具有显著的正相关性。(2)全局Moran’s I和半方差函数相结合可以确定最优的Lag范围。(3)在光谱变化向量的基础上加入局部G指数和局部Moran’s I能够提高检测精度,F1分数表明前者优于后者。(4)在光谱变化向量的基础上加入最优Lag范围内的局部G指数作为附加图像特征,F1分数比只使用光谱变化向量提高了20%以上。融合空间自相关信息,特别是多尺度局部G指数作为遥感图像特征可有效地提高连片区域建设用地的变化检测精度。