海洋水色遥感大气校正算法研究进展

本文针对Ⅱ类水体的光谱特性和海洋现象的特点,综述了Ⅰ类水体及近岸Ⅱ类水体的主要大气校正算法,并介绍了各种算法的适应范围和优缺点.通过对水色卫星传感器的技术发展现状的介绍,详细整理了目前主要卫星的大气校正算法,概述了Ⅱ类水体水色反演算法的研究现状和发展方向.并根据我国近海的水体特点提出了水色遥感研究需要解决的关键问题.     

基于卫星遥感数据的东海浮游植物对台风响应研究

台风是发生在热带或副热带海洋上的一种强烈气旋性涡旋,能够对海洋环境产生一定的影响。本文基于中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)和地球静止海洋水色成像仪GOCI(geostationary ocean color imager)卫星遥感数据,对2018年东海海域台风过境后浮游植物的响应进行研究。研究发现,2018年7支过境东海的台风影响程度不一,其中台风“苏力”的影响比较明显,过境后海表面温度平均降低约2.53℃;叶绿素a的浓度增加约1.15 mg/m³。台风影响出现差异的原因是台风能否产生上升流,该过程主要受风力、移动速度和过境时长等因素影响,风力越大、移动速度越慢、过境时间越长的台风对过境海域的影响越大,反之亦然。本研究为理解台风对海洋生态系统的影响及其程度提供了科学参考。     

海洋遥感技术在探测潜艇中的应用

着重介绍了微波遥感探潜、红外遥感探潜、光学遥感探潜及生物荧光探潜等海洋遥感探潜方法及其探测的基本原理,并简要分析了利用海洋遥感技术进行潜艇探测应该注意的问题.     

黄渤海气溶胶光学厚度的多源卫星遥感产品精度分析和时空分布特征研究

以黄渤海上空大气为目标研究区,基于AERONET观测网,获取该区域2015—2017年的气溶胶光学厚度(AOD)实测数据,并对可见红外成像辐射计VIIRS,中分辨率成像光谱仪MODIS,静止水色卫星成像仪GOCI与新一代地球同步气象卫星AHI H8的AOD遥感产品展开精度验证.同时,利用长时间的遥感影像探究并分析AOD在不同时空尺度下的分布特征与变化情况.结果表明:同其它AOD遥感产品相比,GOCI AOD展示出了高采样频率及高精度的特性.此外,在研究区域AOD的逐小时遥感影像中未发现明显的变化规律,而月平均图则显示出从黄渤海西部至中部再到东部AOD逐渐递减的趋势,且该趋势在研究区域不同的地方是具有差异的.不仅如此,本文还尝试分析影响AOD反演精度的潜在因子,发现其可能与地表反射率提取的准确度与预设气溶胶模型设置的合理性有关.     

遥感技术在全球变化研究中的应用

全球变化是当今地球科学研究的热点。具有快速、多波段、周期性、大面积覆盖等观测能力的空间遥感技术,是全球环境变化研究中不可替代的重要手段。本文对全球变化研究的主要内容进行了简要回顾,对遥感技术在全球变化研究当中的地位和作用进行了论述。遥感技术在中国全球变化研究中的应用主要体现在土地覆盖、森林与草场、海洋调查与灾害监测等方面。这些研究为遥感技术在全球环境变化研究中的深入应用奠定了基础。     

基于稀疏表达的水体遥感反射率高光谱重构及其应用

高光谱重构技术可以有效的突破多光谱卫星传感器波段设置的限制,获得更多更有效的地物光谱信息。本研究基于稀疏表达方法提出了一种针对水体遥感反射率的高光谱重构算法,以太湖、杭州湾的原位水体光谱数据为数据源,在5种常用水色传感器(Sentinel-2A MSI、MERIS、MODIS Aqua、GOCI以及VIIRS)上进行了高光谱重构实验,最后将该算法应用于GOCI数据,进行了算法适用性验证。结果表明:(1)基于稀疏表达的高光谱重构算法可以在不利用实测光谱数据的情况下实现高光谱重构,光谱重构精度高于多元回归光谱重构算法;(2)基于稀疏表达的高光谱重构算法在5种水色传感器上都取得了较好的效果,平均相对误差均在10%以下,均方根误差均在0.005sr-1以下;(3)相比于原始GOCI多光谱数据,经稀疏表达高光谱重构后的GOCI数据在叶绿素a浓度和总悬浮物浓度估算精度上有不同程度提升。其中对叶绿素a浓度估算而言,平均相对误差从80.6%减少至51.5%,均方根误差从12.175μg·L-1减少至7.125μg·L-1;对悬浮物浓度估算而言,平均相对误差从19.1%减少至18.8%,均方根误差从29.048 mg·L-1减少至28.596 mg·L-1。     

基于稀疏表达的水体遥感反射率高光谱重构及其应用

高光谱重构技术可以有效地突破多光谱卫星传感器波段设置的限制,获得更多更有效的地物光谱信息.本研究基于稀疏表达方法提出了一种针对水体遥感反射率的高光谱重构算法,以太湖、杭州湾的原位水体光谱数据为数据源,在5种常用水色传感器(Sentinel-2A MSI、MERIS、MODIS Aqua、GOCI以及ⅦRS)上进行了高光谱重构实验,最后将该算法应用于GOCI数据,进行了算法适用性验证.结果表明:(1)基于稀疏表达的高光谱重构算法可以在不利用实测光谱数据的情况下实现高光谱重构,光谱重构精度高于多元回归光谱重构算法;(2)基于稀疏表达的高光谱重构算法在5种水色传感器上都取得了较好的效果,平均相对误差均在10%以下,均方根误差均在0.005 sr-1以下;(3)相比于原始GOCI多光谱数据,经稀疏表达高光谱重构后的GOCI数据在叶绿素a浓度和总悬浮物浓度估算精度上有不同程度提升.其中对叶绿素a浓度估算而言,平均相对误差从80.6%减少至51.5%,均方根误差从12.175μg·L~(-1)减少至7.125μg·L~(-1);对悬浮物浓度估算而言,平均相对误差从19.1%减少至18.8%,均方根误差从29.048 mg·L~(-1)减少至28.596 mg·L~(-1).     

遥感技术在生态环境监测与管理中的应用

近些年来,卫星及无人机技术在我国生态环境的监测与管理中应用越来越广泛。本文针对遥感技术在水环境、大气环境、土壤环境、土地利用等方面的监测原理及应用现状进行了简要分析,对遥感技术在我国环境管理上的应用进行了简要回顾与展望。     

基于静止卫星GOCI传感器的大气污染过程AOD监测

针对北京及周边地区2017年11月2~8日的一次污染过程,利用韩国静止卫星COMs1GOCI数据,对北京地区进行AOD监测.AOD反演采用时间序列迭代算法,根据地表反射率随时间慢变而大气气溶胶随时间快变的理论,采取最小值拟合的方式,获取气溶胶光学厚度数据.反演结果与地基AERONET监测结果具有很好的一致性,两者的相关系数R²大于0.89.AOD监测结果表明,GOCI传感器1次/h的监测频率,可以很好地展现北京地区大气污染过程的开始,发展及消散过程,可以展示出一天之内AOD的变化,为大气污染监测以及气候变化研究提供依据.     

秦皇岛海域微微藻褐潮遥感监测方法初探

微微藻褐潮在我国是一种新出现的海洋生态灾害。本文针对秦皇岛海域微微藻褐潮高发区,探讨利用卫星遥感技术监测微微藻褐潮的可行性。首先利用MODIS数据反演秦皇岛海域叶绿素a（Chl a）浓度和海面温度（SST）判别水色异常区域,然后通过HJ-1号卫星真彩色影像中褐潮水体与非褐潮水体之间的水色差异,综合判读褐潮,最后以2014年5月秦皇岛海域的卫星遥感数据为实验数据进行实例研究。结果表明,当Chl a≥2.5 mg/m3和15℃≤SST≤25℃时为海水水色异常阈值,并且褐潮水体在HJ-1号卫星真彩色影像中呈明显的黄绿色,该综合判别法用于微微藻褐潮监测是可行的,这为进一步开展微微藻褐潮业务化监测奠定了基础。     

应用MODIS进行赤潮影响因子分析的研究与探讨

遥感技术已经成为赤潮监测的重要手段之一,目前,国内外已有多项应用遥感技术对赤潮成功监测的实例。然而,关于对赤湖的成因进行分析和研究的报道,在国内外学术文献中仍十分稀少。本文总结了赤潮监测的常见方法及引起赤潮发生的可能因素,对MODIS应用于赤潮探测技术的优势进行了分析,并在此基础上提出一种基于MODIS数据的综合海水水色、叶绿素a浓度、海水表面温度、悬浮泥沙含量多种因素的赤潮影响因子分析方法。对赤潮成因的分析将有利于实现赤潮的预测,从而尽可能减少赤潮暴发所造成的损失。     

遥感技术与地质学

本文指出,遥感技术作为一门蓬勃发展的科学技术,正在不断发展和完善,现在已进入了应用研究新阶段。遥感技术有许多优点,因而在地学领域得到广泛的应用,它丰富了地质学理论,推动了地球动力学的研究,加速了区域地质调查以及加快了矿产资源的探测和评价;反过来,地学基础知识也促进了遥感技术的发展。遥感技术与地质学在相互促进和影响中得到了同步发展。     

利用MODIS卫星遥感数据监测东中国海浊度的时空分布

建立了海水浊度的水色卫星遥感方法,并应用于MODIS水色卫星数据,获取了东中国海浊度分布。首先,根据2011年和2013年四个航次的海洋光学综合科学考察实验获取的现场数据,建立了基于颗粒物后向散射系数的浊度反演算法;然后,利用时空匹配的现场数据,印证了MODIS卫星数据反演浊度的可靠性;在此基础上,利用2009~2013年MODIS水色卫星资料获取了东中国海12个月的浊度分布,并对影响浊度分布的动力机制进行了分析和探讨。结果表明,东中国海浊度分布在空间上具有很大的差异性,其中近岸高,远岸低。时间上,东中国海区域浊度分布的季节性变化显著,冬季最高,夏季最低,春秋季节属于变化过渡期,冬夏季节进入稳定期。其中,春季下降速度明显高于秋季上升速度。     

热红外遥感技术在研究地球表面物质成分中的应用

研究地球表面物质成分最基本和可靠的方法是采集土壤、岩石的样品进行分析、鉴定。但这种方法成本高、周期长,所以研究的范围受到很大的限制。自从空间技术发展起来之后,遥感技术也逐渐应用到地学中来了。遥感技术能大面积、高速度地获得地球表面的成分信息,其中热红外遥感技术对于研究地球和行星表面的物质成分最为有效。     

一种基于GOCI数据的叶绿素a浓度三波段估算模型

以标准三波段算法为基础,构建了适用于GOCI影像数据的叶绿素a浓度三波段估算模型.并以三峡水库、巢湖、洞庭湖和太湖水体的289组实测叶绿素a浓度以及光谱数据作为基础,模拟了GOCI影像和MERIS影像波段,率定了模型参数,并与MERIS三波段算法和目前常用的GOCI波段比值算法进行了对比分析,最终用GOCI影像数据进行了独立数据验证.结果表明:1对目前的数据集,680 nm处和660 nm处的色素颗粒物吸收系数具有相对固定的比例关系,比值为1.351;2 GOCI三波段模型在模型率定中,得到与MERIS三波段模型近似的效果,线性拟合的决定系数为0.809,略低于MERIS三波段模型的0.820,但明显优于GOCI比值模型(0.450),有效避免了GOCI波段比值模型中在叶绿素a浓度低值区出现的"扩散"现象,体现出较好的普适性;3通过验证数据集中平均相对误差和均方根误差两个误差指标的对比,发现GOCI三波段模型误差表现与建模数据一致,与MERIS数据接近,明显优于GOCI波段比值模型;4通过GOCI影像的同步验证,发现GOCI波段比值算法会对太湖叶绿素a浓度产生明显的低估,且难以体现叶绿素a浓度空间变异.GOCI三波段算法效果相对较好.相比于目前常用的波段比值算法,GOCI三波段算法具有更高的稳定性和精度,有较强的应用潜力.     

近岸海域水色算法真实性检验的不同叶绿素a测试方法换算模型

现场叶绿素a浓度是卫星水色遥感算法真实性检验的重要依据.测试方法不同,对遥感反演的叶绿素浓度对比有较大的影响.本文依据海洋监测规范和NASA的海洋光学观测规范采用三色光分光光度法、荧光光度法和HPLC法对辽东湾、大连湾水样的同步分析,建立了分光法与荧光法、分光法与HPLC法、荧光法与HPLC法得到的叶绿素a浓度换算模型,各相关系数均高于0.8,显示了良好的一致性.     

二类水体短波红外波段大气校正方法的改进

海洋水色遥感技术在海洋生态环境研究中越来越受到重视.大气校正是海洋水色遥感中的一个关键问题,短波红外波段(SWIR)方法是目前在二类水体大气校正中应用较多的一种方法.现有的SWIR方法假设在对数坐标下,大气校正因子在外推波段与基准波段间按线性关系变化.当波段跨度不大时,这一线性近似与辐射传输模型模拟结果相符,而当波段跨度较大时,则存在一定差异.针对这一问题,本文采用分段外推的方法,修正了大气校正因子,对SWIR方法进行了改进.同时,选取2010年10月4日和2012年4月4日两景渤海海域的MODIS遥感图像,先引入浑浊度来分析渤海海域水体清洁程度,进而在区分出的二类水体区域分析改进方法的效果.结果表明,改进后方法的结果比原方法整体偏小,在渤海区域的差异在1%~15%之间.在卫星遥感数据的反演中有必要关注这一问题.     

江汉盆地烃类蚀变信息的遥感探测机理研究(摘要)

<正> 利用遥感技术进行石油探测是近年来发展十分迅速的非地震勘探方法,但有关探测机理的系统研究却十分薄弱。本研究以江汉盆地含油区和非含油区的土壤、岩石为主要研究对象,结合原油样品、钻井样品,对比研究了含油区和非含油区的土壤、岩石的矿物成分和地球化学成分的特征,并提出了反映该区的烃类蚀变特征的地球化学因子;在研究了该区主要地     

环境遥感技术在县域生态环境质量考核工作中的应用

本文对环境遥感监测中的卫星遥感技术及无人机遥感技术进行了介绍,总结了这两种遥感监测形式在县域生态环境质量考核中的应用,并指出其在考核工作中前景可期。     

卫星遥感技术在环境监测和管理中的应用期望

简介了遥感技术的发展过程和发展趋势，以及这一新技术在海洋、森林、土地资源与城市环境监测等方面的应用，以说明卫星遥感在环境监测与管理中所起的作用。采用先进的卫星遥感技术可以帮助我们突破传统污染监测方法的局限，提高环境保护和污染监控能力，为保护生态环境的平衡、提高环境质量作出贡献。