赤潮生物种类特征光谱获取技术

较为系统地研究了赤潮生物水体反射率曲线获取方法，通过对2类反射率反演方法得出的反射率曲线与实际反射率曲线进行比较，得出在不具备大气环境参数的情况下，经验线性法的反演结果与实际反射率曲线最接近的结论，并进一步对正常海水和赤潮生物水体的光谱特性进行分析，提取出赤潮生物水体的特征光谱，这是进行赤潮监测和识别的重要前提。     

基于半分析算法的赤潮水体固有光学性质反演

在珠江口海域海洋光学浮标实验期间获取了赤潮生消过程的水体光学数据和相应的生化数据.利用该实验数据开展了准分析算法(quasi-analytical algorithm,QAA)反演赤潮水体固有光学参数的精度检验和模型修正工作.(1)利用遥感反射率和QAA反演主要水色波段(412,443,490,510,560,620和...     

VIIRS在中国渤海的遥感反射率产品验证

采用星星交叉检验方法,比对了VIIRS和MODIS在中国渤海遥感反射率获取能力。由对比结果得出:在近岸海区VIIRS和MODIS观测能力相似,在浑浊水体VIIRS的遥感反射率高于MODIS。同时基于2012年9月辽东湾航次获取的现场遥感反射率数据对VIIRS在渤海海区的反演能力进行了星地检验。结果表明:VIIRS在中国近岸二类水体的反演效果较好,但出现了低估现象,在反演精度上,VIIRS卫星Rrs产品的反演误差远离近红外波段而增大,随水体悬浮颗粒浓度的增加而增大。     

HJ-1A星辐射定标及近海水体大气校正的精度验证

以应用HJ-1A星数据进行近海水体定量反演为目的,对HJ-1A星CCD的星上定标系数的精度进行验证,并基于Landsat-5TM数据对其进行交叉定标。在此基础上反演近海水体的反射率,将反演结果与实测水体反射率进行比较发现:对HJ-1A星CCD数据进行交叉定标能在一定程度上能提高近海水体反射率反演的精度。结果表明,HJ-1A星CCD影像的星上定标系数不够精确,在利用该数据进行近海水体的定量反演研究时,需要利用交叉定标对星上定标参数进行修正。     

基于地物光谱的赤潮优势种识别研究

利用2001年获取的不同优势种赤潮水体的现场光谱数据，处理得到了不同优势种赤潮水体的遥感反射率光谱曲线；在此基础上，发展了基于光谱角度制图法(Spectral Angle Mapping，SAM)和互相关光谱匹配法(Cross Correlogram Spectral Mapping，CCSM)的赤潮优势种识别算法。数据实验结果表明，上述两种方法对于实现基于光谱数据的赤潮优势种识别是基本有效的，且CCSM方法的识别结果略优于SAM方法。进一步提高上述方法的适用性在于大量获取不同优势种赤潮的光谱数据并建立赤潮光谱数据库。     

基于图像特征的航空高光谱数据油污染光谱曲线提取分析

运用基于图像特征的相对发射率数据处理模型,对获得航空高光谱油污染水体数据和正常水体数据进行了反射率提取,得到了相对定标后的油污染水体和正常海水的光谱反射率数据。进一步对正常海水和油污染水体的光谱特性进行分析,通过反射率曲线比较,得出运用基于图像特征的反射率处理模型提取光谱信息和运用航空高光谱数据进行海上油污染检测的可行性。     

2014年渤海海域赤潮遥感监测研究（英文）

自2000年以来,渤海海域每年都有赤潮发生,这往往使渤海沿海水域受其影响。卫星遥感技术和海洋水色观测卫星图像,已经成功地用于识别和观测赤潮的发生、发展和消亡。然而,由于研究的水体、使用的遥感数据和建模方法都各不相同,因此需针对渤海海域的水体特点建立特定的赤潮反演模型。本文利用MODIS光谱反射率数据和渤海海域实测叶绿素a浓度进行了相关分析,选择表达式(B10-B8)/(B13-B8)作为渤海海域赤潮反演的指标,相关系数达到0.781 5,呈现显著相关结果。研究发现2014年渤海海域赤潮灾害的时空分布特征较为明显。其中渤海海域赤潮大规模爆发的主要原因归结于其半封闭型的地理形态导致的水交换不畅和沿岸径流的大量陆源物质输入,河流输入是陆源污染入海的主要来源。然后,本文利用云覆盖较少的GOCI遥感数据,建立了一个改进型赤潮指数的赤潮反演模型,并且证明了在浑浊水域中描述赤潮的有效性。2014年5月15日、26日和30日的每小时RI图像在一天中呈现出基本一致的赤潮变化,并且一天中渤海海域的赤潮面积变化非常明显,赤潮藻类优势种的垂直迁移可能是导致赤潮表面表达短期变化的主要原因。     

基于GOCI数据渤海湾叶绿素浓度反演算法的比较（英文）

渤海湾水体交换能力差,自净能力低,每年都要接纳大量的陆源污染物,叶绿素浓度的遥感估算对研究渤海湾海洋赤潮,监测海洋水体水质有重要作用,选择最佳算法反演叶绿素浓度有利于提高反演的精度。本文使用渤海湾的现场测量数据及GOCI遥感反射率数据,利用荧光线高度法、OC3算法、蓝绿波段比值法和近红-红波段比值法建立叶绿素浓度反演模型,并利用实测数据进行算法验证,通过比较各算法的拟合效果和验证结果,对各算法模型进行了评价。结果显示,不同的反演方法准确性有明显差别,荧光线高度法的拟合和反演效果为最佳,而近红-红波段比值法的反演效果最差,OC3算法与蓝绿波段比值法的拟合和反演效果基本相似。     

基于MODIS影像的2016—2017年东海赤潮高发期水体时空分布及其气象控制因子分析

近年来,东海区域赤潮灾害频发,对沿海地区的经济发展和海洋生态环境造成了极大的破坏。本研究基于赤潮暴发年2016—2017年夏季MODIS影像数据,采用半经验多光谱识别算法对东海夏季赤潮暴发期的水体类型分布特征进行反演。结果表明,赤潮高发期东海水体类型从近岸向开阔海域呈现浑浊水体 赤潮水体 混合水体 干净水体的时空分布特征。其中,硅藻和甲藻赤潮水体在空间分布上具有相互演替变化的特征。此外,通过对浙江省近岸的大陈站、石浦站和嵊泗站3个站点的气象因子进行主成分分析发现,气温、风速和天空云量对赤潮的生消演替起着积极的促进作用。     

东海赤潮高发区水体光谱吸收特性分析

赤潮是海洋中一种复杂的生态异常现象。赤潮的爆发、不仅严重影响近海景观,破坏水产养殖,危害人体健康,还对海洋生态平衡造成破坏,给人类造成惨重经济损失。近年来,在我国的赤潮观测记录中,赤潮的年发生次数逐渐增加,且面积不断增大,因此,对赤潮的发生发展机理及预测治理研究是科学家刻不容缓的研究课题。 赤潮发生时,赤潮生物大量聚集,使水体颜色发生明显变化,进而赤潮水体的光谱特征发生变化,且存在差异,使利用水色遥感监测赤潮成为可能,还可以用来区分赤潮种类的不同。水体光谱的变化特性(包括吸收与散射特性)是水色赤潮遥感监测的基础,是水色遥感生物光学算法开发的重要组成部分。因此对赤潮水体进行光谱吸收特性的分析研究对于发展研究海区的水色遥感生物光学算法及赤潮遥感监测方法都有重要意义。     

隍城岛海域塔玛亚历山大藻赤潮发展过程及其成因

2006年9月,南隍城岛附近海域首次发生由塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)引发的大规模赤潮,面积约2.37 km~2,最大细胞丰度2.334×10~8cell/L,大量衰亡赤潮生物的分解消耗水体的溶解氧,引起中下层水体严重缺氧,导致当地网箱养殖的鱼类全部死亡,藻体分泌的麻痹性贝毒(PSP),导致岸边的皱纹盘鲍近一半死亡.通过对这次赤潮的研究认为:其成因主要是由船舶压舱水排海带来赤潮生物物种,大量陆源有机物、营养盐类的排入和大规模贝类筏式养殖的自身污染为赤潮生物的暴发性繁殖提供了丰富的物质基础,适宜的水文气象条件为赤潮的发生提供了良好的繁殖环境.     

Analysis of the development and causes of formation of Eucampia zoodiacus red tide in Xiamen Harbor

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃａｕｓｅｓｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＥｕｃａｍｐｉａｚｏｏｄｉａｃｕｓｒｅｄｔｉｄｅｉｎＸｉａｍｅｎＨａｒｂｏｒ￥ＺｈａｎｇＳｈｕｉｊｉｎ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＪｕｎｅ２０，１９９４；ａｃｃｅｐｔｅ...     

基于浮标观测的东海赤潮高发区秋、冬季漫射衰减系数的反演

浮标测量的光学数据时间序列长、分辨率高, 能可靠地测量快速变化的漫射衰减系数(K_d)。东海赤潮高发区水体中的浮游植物生物量及悬浮泥沙含量存在较大的变化, 光学性质复杂。文章利用2013年9月至2014年1月的海洋光学浮标数据, 获得了该海域水体的表观光学特性, 基于K_d(490)与遥感反射比[R_rs(λ)]的相关关系建立了K_d(490)的经验算法, 并与已有7种反演算法进行了比较。结果表明, 该海域的K_d(λ)及R_rs(λ)具有显著的Ⅱ类水体光谱特征, 其中, K_d(490)的范围为0.01~4.31m^-1, 水体的浑浊程度变化大。K_d(490)与R_rs比值的相关性较好, 据此建立了以R_rs(650)/R_rs(510)、R_rs(555)/R_rs(510)作为自变量的K_d(490)双比值经验算法。将新建算法反演获得的K_d(490)与实测K_d(490)相比, 均方根误差、平均相对误差百分比和线性回归的决定系数分别为0.27m^-1、27.08%和0.77, 优于其他7种算法。算法精度的提高源于新建算法选择的R_rs能充分反映水体信息, 并适应水体组分的变化, 可为东海赤潮高发区K_d(490)的反演提供较好的选择, 并为海洋光学浮标在水体环境监测中的应用提供示例。     

分子生物学技术在赤潮毒素分析监测中的应用

有毒赤潮事件的频繁爆发,不仅对海洋生物及自然资源造成了极大的危害,还严重威胁到公众健康。因此,各国都在积极寻求快速灵敏的检测方法,加强对赤潮毒素的分析及监测。现代分子生物学技术的发展为新型快速检测方法的建立提供了可能。对利用分子生物学技术对赤潮毒素进行检测的几种方法——全细胞PCR法、DNA探针法及信使基因细胞受体法进行了讨论。这些新技术旨在检测出环境中的痕量赤潮毒素和有害生物,杜绝赤潮毒素或有毒藻进入到食物链,从而最大限度保护公众健康、水环境及自然资源。     

基于SVM方法的航空高光谱赤潮信息提取与分析

从仪器到外业数据采集再到内业数据处理,较全面的阐述了航空高光谱赤潮监测的工作流程,并着重讨论了航空高光谱赤潮信息提取这一关键技术.采用专门针对小样本高维度的支持向量机模式识别方法,以2013年7月4日浙江舟山东福山赤潮高光谱数据为例,通过采集7个点位的赤潮海水和正常海水波谱曲线,研究分析赤潮海水的差异性特征,开展赤潮信息提取技术的研究,并对相同样本不同的提取方法进行了对比,通过分析,进一步证明了支持向量机方法的准确性和优越性.航空高光谱赤潮信息提取技术的研究可为航空赤潮业务化监测提供必要的技术基础.     

基于光谱差异的东海赤潮提取算法

赤潮是最严重的海洋灾害之一,它不仅破坏海洋渔业生产、恶化海洋环境、影响滨海旅游业,而且还会影响人类健康。东海是我国赤潮灾害的“高发区”,赤潮发生次数和面积均明显高于其它海区。遥感是赤潮监测的最有效的手段之一,从光谱曲线可以看出,赤潮水体和非赤潮水体光谱曲线有明显的区别,前者呈现出2个吸收峰和2个反射峰,而后者不具备该特征。基于光谱差异,本文提出了1种新的赤潮提取算法:R_rs555/R_rs488>1.5且R_rs678-R_rs667>0。该算法能有效地确定卫星数据中赤潮的位置,与公报的赤潮位置吻合得较好。因此,该算法适用于卫星数据的东海赤潮信息提取。     

黄骅沿海赤潮发生机制的初步探讨

报道了黄骅沿海赤潮发生的过程和形成赤潮的生物种类及造成的危害,并对赤潮成因作了初步分析。     

SeaWiFS探测1997年闽南赤潮模型研究

在１９９７年秋季厦门附近海域微吓灌赤潮水体现场反射光谱测量的基础上,根据对ＳｅｓＷｉＦＳ可见光范围内各波段离水辐射率变化的分析,提出３、４、５波段离水辐射率差值（Ｌｗ５＋Ｌｗ３－２Ｌｗ４）〉Ｃ模型,用它计算了１９９７年１１月和１２月 潮时相的ＳｅａＷｉＦＳ图象,结果和赤潮发生的实际状况一致。     

长江口中肋骨条藻赤潮的分布与特点

对1990年6月9～25日在东海赤潮多发区海域调查期间所观察到的5次中肋骨条藻赤潮的特点以及与环境要素变化的关系作了初步分析。结果表明:(1)中肋骨条藻是多发区海域夏季的敏感赤潮生物,风速减小、气压下降以及良好的海况条件有利于赤潮的发生;(2)赤潮发生时发生区边界存在明显的界面变化特征,这种空间界面的环境要素变化与赤潮发生的时间变化特点是一致的。     

Maltivariate Analysis of the Occurring Process of Skeletonema costatum Red Tide in the Changjiang Estuary

Using the SAS software, the data of environmental factors vs. red tide biomass were analysed during the process of Skeletonema costatum red tide which broke out in the Changjiang Estuary on June 9～15, 1990. The results of the multivariate statistical analysis show that the environmental factors are similar in their developing and maintenance periods and that the values of environmental factors begin to be restored to normal levels during the disappearing period.The results obtained from using the methods of correlation, variable cluster and main component analyses are basically identical. The important factors contributing to the occurrence of this red tide are atmospherical pressure, water temperature, salinity, pH, No3-, -N, Po43--P and Fe, among which,salinity, Fe and PO43--P are the leading factors which have triggered the occurrence of the red tide as determined by the step-by-step regression analysis. Meanwhile, the linear discrimination functions have been established for the red tide. The environmental factor data of another occurring process of Skeletonema costatum red tide in the Changjiang Estuary have been chosen for red tide discrimination with satisfactory results.