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1.
东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)是我国东海海域的典型赤潮藻种,其在水体中通常呈垂直非均匀分布,并存在季节性和日内的垂直迁移现象。本文通过量化垂直迁移过程中东海原甲藻的分布状态,利用Hydrolight软件数值模拟各状态下的水体反射光谱,研究其光谱特征和变化规律。利用叶绿素浓度高斯垂向模型表征东海原甲藻在水体中的垂直分布,结合东海近岸海域二类水体的生物光学模型,模拟得到垂直迁移过程中东海原甲藻赤潮水体的反射光谱。对比分析叶绿素浓度垂向分布参数(背景叶绿素浓度、甲藻主体水层厚度、水体总生物量和叶绿素浓度峰值深度)对水体反射光谱的影响。研究结果表明,在东海原甲藻从次表层向表层垂直向上迁移过程中,水体反射光谱数值在蓝绿波段(400—570nm)减小,在黄红波段(570—720nm)增大,特别是在叶绿素荧光效应波段(680nm)处的变化尤为明显。 相似文献
2.
根据2007年6月期间对大连湾的调查数据,分析了脱镁叶绿素对浮游植物吸收特性的影响。由实测数据及相关文献推断出脱镁叶绿素蓝光和红光吸收峰分别位于412和670nm波段,并采用多元线性回归对脱镁叶绿素和叶绿素a的比吸收系数进行研究。结果表明,412nm波段脱镁叶绿素的比吸收系数远大于叶绿素a;440nm波段,叶绿素a的比吸收系数略大于脱镁叶绿素;670、675nm波段,叶绿素a的比吸收系数约为脱镁叶绿素的3倍。随脱镁叶绿素占色素总浓度比例的增大,浮游植物吸收曲线上蓝光吸收峰偏离440nm波段,逐渐向412nm波段靠近,并得到蓝光波段吸收峰的高度由脱镁叶绿素浓度决定,而红光波段吸收峰的高度由叶绿素a浓度决定。色素浓度与吸收系数进行乘幂函数拟合分析表明,412、440nm波段吸收系数与脱镁叶绿素浓度拟合相关性高于叶绿素a,而675nm波段相反。 相似文献
3.
叶绿素荧光遥感算法为探测近岸海域二类水体叶绿素浓度开辟了新途径．基于大连湾及邻近海域的实测数据,本文研究了海水叶绿素浓度的荧光遥感算法．结果表明：随着海水叶绿素质量浓度的增高,荧光峰出现显著的红移现象,叶绿素质量浓度与荧光峰波长存在着正相关关系．此外,基于MODIS、MERIS及GLI传感器荧光波段建立的荧光基线高度算法较差,不适用于该研究海域．选择680、685、690、695、700、705nm作为荧光峰波长建立的荧光基线高度算法,随着选定波长的增大,该算法拟合的相关性逐渐增高,最大相关系数（R2）可达0．91;而以实测荧光峰波长建立的荧光基线高度算法最佳,乘幂函数拟合优于线性拟合,拟合方程为P（chl）=3．167×10^5 FLH^1.45（R2=0．93）．本研究为新一代海洋水色卫星传感器的开发、建造提供了科学依据,并为已有高光谱传感器在叶绿素荧光遥感反演方面的应用打下了基础． 相似文献
4.
东海赤潮多发区非均匀叶绿素浓度剖面对遥感反射比的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
赤潮增殖过程中,藻类首先在次表层发育,并形成非均匀的叶绿素浓度剖面,一般呈高斯分布。利用Hydroli-ght4.1模拟180组数据用于研究该过程对遥感反射比的影响。东海为赤潮多发区,通过比较叶绿素浓度在垂直非均匀和垂直均匀情况下的模拟结果,给出高斯分布模型4个参数对遥感反射比的影响。可得到以下初步结论:叶绿素浓度非均匀剖面参数的变化主要影响遥感反射比的绿黄波段,且有向长波段移动的趋势,而对蓝、红波段几乎没有影响;垂直非均匀情况下的遥感反射比要高于垂直均匀的情况。 相似文献
5.
悬浮泥沙质量浓度（SSC）是我国河口水体研究的重要水质参数之一,遥感测定SSC是一种重要的方法。为了研究遥感光谱数据和表层悬浮泥沙质量浓度（SSSC）之间的定量梯度关系,本文采集了长江口南汇嘴附近的表层沉积物,定量设计了SSSC的梯度变化值,利用ASD高光谱仪对不同质量浓度含沙水体进行了光学特性测量。结果表明,随着SSSC的增加,水体的光谱反射率曲线具有相似的形态,但也存在一定的差异。当SSSC<36.59 mg/L时,光谱曲线仅在560～580 nm之间有1个反射峰;当SSSC>52.69 mg/L时,光谱曲线第一反射峰位于570～710 nm,并在近红外波段780～820 nm处出现第二反射峰。光谱曲线第一峰值区间存在明显的“红移”现象,且波长的“红移”变化与SSSC的线性拟合R2达到0.91,说明两者呈较强的线性相关性。在400～900 nm光谱范围内,600～860 nm波段对0～200 mg/L范围内的SSSC变化较敏感且比较稳定,740～900 nm波段对>200 mg/L的SSSC的变化具有更强的响应能力。 相似文献
6.
表征赤潮水体太阳激发的叶绿素荧光高度的波段优化 --归一化荧光高度法 总被引：7，自引：0，他引：7
采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻、叉角藻、海洋蓝绿藻等赤潮和新月菱形藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线.采用度量太阳激发的叶绿素荧光峰高度的归一化荧光高度法,建立了不同藻类归一化荧光高度与叶绿素浓度的关系.荧光高度计算方法是将红光波段的反射率最大值(Rmaxred)和R685分别归一化到560 nm处的R560和560 nm附近整个光谱曲线的最大值R560 max上或675 nm处的R675和675 nm附近的最小值R675mini上.结果表明,不同藻类的Rmaxred/R560max和Rmaxred/R675mini与叶绿素a的相关系数分别比R685/R560和R685/R675与叶绿素的相关系数高,但在海洋现场测量中由于近岸二类水体其他水色组分以及大气校正误差的影响,Rmaxred/R675mini和R685/R675更适合于实测的叶绿素浓度估算.采用三种统计回归方程建立了不同藻类归一化荧光高度与叶绿素浓度关系,除个别藻种外,大部分的相关系数在0.9以上,其中FLH=a+(Chla)b回归方程得到的相关系数优于其他两种方法,相关系数大于0.93,这表明藻类水体的荧光特性和叶绿素浓度之间的普遍关系是非线性的. 相似文献
7.
《海洋通报(英文版)》2017,(2)
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。 相似文献
8.
珠江口水体叶绿素荧光特性研究 总被引：3，自引：0，他引：3
利用2003年1月和2004年1月珠江口实测的遥感反射率和叶绿素浓度,建立了基于实测1nm带宽及其模拟MERIS遥感反射率数据的叶绿素荧光特征与叶绿素浓度之间的拟合关系。基于实测1nm带宽遥感反射率光谱,叶绿素荧光峰的位置和高度分别与叶绿素浓度之间存在良好的线性关系和指数关系;基于模拟MERIS遥感反射率数据,叶绿素荧光峰的高度与叶绿素浓度之间存在良好的线性关系,叶绿素荧光峰位置与叶绿素浓度之间不存在明显的相关关系,但可作为叶绿素浓度数量级的有效探针。利用2006年5月和8月的珠江口实测遥感反射率和叶绿素浓度对拟合结果进行了检验,结果表明其精度较高,说明叶绿素荧光特征在探测叶绿素浓度时效果良好且MERIS数据在近岸二类水体叶绿素浓度反演、水质监测等方面有着良好的应用前景。 相似文献
9.
基于2011年7月藻类培养实验期间的实测数据研究了强壮前沟藻Amphidinium carterae Hulburt生消过程中水体的总吸收特性。结果表明,强壮前沟藻本次培养周期共21天,前15天为生长期,之后进入消亡期;整个生消过程中水体吸收光谱变化明显,未见440nm 波段浮游藻类蓝光吸收峰,但675nm 波段红光吸收峰突出,消亡期总吸收系数的日变化明显大于生长期,总吸收系数与叶绿素浓度的时间序列变化趋势一致;总吸收系数的波段关系良好,但不同生长时期相同波段的拟合曲线存在显著差别,消亡期的拟合曲线普遍高于生长期,且整体看来随波长增加,两曲线逐渐接近,到667、678nm 波段时几乎重合;特征波段(440、675nm)的总吸收系数与叶绿素浓度存在较好的乘幂函数关系,拟合曲线与藻种的生长阶段有关,决定系数均在0.98以上。 相似文献
10.
自然水体中太阳光激发的叶绿素a荧光的最早观测记录可以追溯到1967年.Tyler et al.发现,在自然水体的反射光谱中685 nm附近存在一个比较明显的反射峰[1],当时解释为由于670nm处的叶绿素吸收而导致的“异常色散”[2].随着Morel et al.[3]和Neville et al.[4]进一步的研究,人们认识到这应该是太阳光激发的叶绿素荧光峰,但这一荧光的量子产量非常低,Gordon估算了它的值在0.002到0.020之间[5]. 相似文献
11.
Hiroaki Sasaki Akihiko Tanaka Mitsunori Iwataki Yasuharu Touke Eko Siswanto Chun Knee Tan Joji Ishizaka 《Journal of Oceanography》2008,64(4):511-523
Remote sensing reflectance [R
rs(λ)] and absorption coefficients of red tides were measured in Isahaya Bay, southwestern Japan, to investigate differences in
the optical properties of red tide and non-red tide waters. We defined colored areas of the sea surface, visualized from shipboard,
as “red tides”. Peaks of the R
rs(λ) spectra of non-red tide waters were at 565 nm, while those of red tides shifted to longer wavelengths (589 nm). The spectral
shape of R
rs(λ) was close to that of the reciprocal of the total absorption coefficient [1/a(λ)], implying that the R
rs(λ) peak is determined by absorption. Absorption coefficients of phytoplankton [a
ph(λ)], non-pigment particles and colored dissolved organic matter increased with increasing chlorophyll a concentration (Chl a), and those coefficients were correlated with Chl a for both red tide and non-red tide waters. Using these relationships between absorption coefficients and Chl a, variation in the spectrum of 1/a(λ) as a function of Chl a was calculated. The peak of 1/a(λ) shifted to longer wavelengths with increasing Chl a. Furthermore, the relative contribution of a
ph(λ) to the total absorption in red tide water was significantly higher than in non-red tide water in the wavelength range 550–600
nm, including the peak. Our results show that the variation of a
ph(λ) with Chl a dominates the behavior of the R
rs(λ) peak, and utilization of R
rs(λ) peaks at 589 and 565 nm may be useful to discriminate between red tide and non-red tide waters by remote sensing. 相似文献
12.
Young Baek Son Joji Ishizaka Jong-Chul Jeong Hyun-Choel Kim Taehee Lee 《Ocean Science Journal》2011,46(4):239-263
To distinguish true red tide water (particularly Cochlodinium polykrikoides blooms) from non-red tide water (false satellite high chlorophyll water) in the South Sea of Korea, we developed a systematic
classification method using spectral information from MODIS level products and applied it to five different harmful algal
bloom events. Red tide and nonred tide waters were classified based on four different criteria. The first step revealed that
the radiance peaks of potential red tide water occurred at 555 and 678 nm. The second step separated optically different waters
that were influenced by relatively low and high contributions of colored dissolved organic matter (CDOM) (including detritus)
to chlorophyll. The third and fourth steps discriminated red tide water from non-red tide water based on the blue-to-green
ratio in areas with lower and higher contributions of CDOM to chlorophyll, respectively. After applying the red tide classification
(using the four criteria), the spectral response of the red tide water, which is influenced by pigment concentration, showed
different slopes for the blue and green bands (lower slope at blue bands and higher slope at green bands). The opposite result
was found for non-red tide water, due to decreasing phytoplankton absorption and increasing detritus/CDOM absorption at blue
bands. The results were well matched with the discoloration of water (blue to dark red/brown) and delineated the areal coverage
of C. polykrikoides blooms, revealing the nature of spatial and temporal variations in red tides. This simple spectral classification method
led to increase user accuracy for C. polykrikoides and non-red tide blooms (>46% and >97%) and provided a more reliable and robust identification of red tides over a wide range
of oceanic environments than was possible using chlorophyll a concentration, chlorophyll anomaly, fluorescence analysis, or proposed red tide detection algorithms. 相似文献
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14.
几种红藻和蓝藻藻胆体的分离和光谱特性 总被引：3，自引：0，他引：3
本文分析了高等红藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)藻胆体的吸收光谱和荧光光谱,并与低等红藻条斑紫菜(Porphyra yezoensis)及蓝藻钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)作了比较研究。龙须菜藻胆体的吸收峰位于498nm、541nm、565nm、620nm和650nm。荧光发射峰位于576nm和672nm。从光谱学性质和能量传递分析,龙须菜和条斑紫菜胆体的组成、结构相似,但有细微差别。而螺旋藻藻胆体的组成、结构则与两种红藻差别较大。 相似文献
15.
中高空间分辨率宽波段光学卫星已成为赤潮监测的主要数据源,但与水色卫星传感器不同,中高空间分辨率卫星传感器主要面向陆地应用,其波段数量少、宽度大,由此对赤潮探测带来的影响尚待研究。为此,本文基于不同优势种赤潮实测高光谱数据、时空同步的GF-1 WFV2、GF-1 WFV3传感器影像、Sentinel-2A MSI传感器影像及GF-6 WFV传感器影像,探究了波段设置、光谱响应函数、信噪比及空间分辨率对赤潮探测的影响,并分析了红边波段赤潮探测优势。结果表明:波段设置对赤潮探测影响大,特别是红光波段和红边波段的中心波长和波段宽度;波段设置相同的情况下,赤潮探测精度受光谱响应函数的影响大,受信噪比的影响较小;空间分辨率对赤潮探测的影响较大,空间分辨率的提升有助于提高赤潮探测的精度。红边波段赤潮探测实验表明,较之红光波段,基于红边波段的赤潮探测具有明显的优势,平均F1-Score提高了11%。本文的研究结果一方面可为赤潮中高空间分辨率卫星探测的数据选取提供理论依据,另一方面可为中高空间分辨率卫星传感器的设计提供参考。 相似文献