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黄海、东海二类水体漫衰减系数与透明度反演模式研究 总被引：25，自引：0，他引：25
黄海、东海是典型的二类水体区域,总悬浮物含量高,水体光学特性复杂.利用2003年春秋季黄海、东海水色联合试验中获取的高质量现场实测数据,建立了由遥感反射比反演水体在490nm波段的漫衰减系数和海水透明度的统计反演模式.这两种模式皆采用490,555,670nm三个波段的组合,漫衰减系数的反演值和实测值的相关系数为0.96,平均相对误差为17.2%;透明度的反演值与实测值的相关系数为0.95,平均相对误差为16.8%.对两种反演模式对遥感反射比输入误差的敏感性进行了分析,结果表明反演模式对±5%的遥感反射比输入误差导致490nm波段的漫衰减系数反演误差最大为27.3%,透明度最大误差为22.7%,并利用2003年春秋季同一海区的实测数据对模型进行了检验,漫衰减系数的平均相对误差为25.0%,透明度的为16.5%.给出了412,443,510,520,555,565nm各波段的漫衰减系数同波段490nm的漫衰减系数之间的关系,结果表明,在400~600nm波段中的每一个波段的漫衰减系数与490nm波段的漫衰减系数的相关性较高,相关系数都超过了0.98.这样利用建立的各波段漫衰减系数关系模型可以从一个已知波段的漫衰减系数反演出其他任何波段的漫衰减系数,这就在水色反演和应用中大大减少了未知因子的个数. 相似文献
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针对透明度盘只能在白天开展海水透明度测量,易受自然环境和人为因素影响、客观定量性较差的不足,提出了基于海水固有光学性质的海水透明度计算方法。该方法仿真透明度盘测量海水透明度的基本原理,采用蒙特卡罗方法,利用海水固有光学性质,计算透明度盘所处位置海水上涌光相对量,结合对比度传输方程和人眼阈值,建立了基于海水固有光学性质的海水透明度计算模型。利用2006年1月至2月共37组海水透明度的观测数据与该模型数值实验结果比较表明,测量与计算值平均绝对误差为1.1 m。利用该方法可以客观、定量、准确地计算海水透明度,并且为夜间海水透明度要素计算增加了一种新途径。 相似文献
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遥感技术在河口颗粒态总磷分布及扩散研究中的应用初探 总被引：4，自引：0，他引：4
以美国SeaStar卫星装载的SeaWiFS海洋水色遥感传感器作为遥感数据源,实测了光谱、海表温度、悬浮物含量、透明度、叶绿素浓度、颗粒态总磷含量等,建立了传感器悬浮物含量和颗粒态总磷含量的遥感信息提取模式,结果表明:(1)利用遥感技术估算的海水悬浮物的平均相对偏差为18.1%;(2)悬浮物在遥感图象上的分布和扩散趋势与实际吻合,并且在一定程度上反映了区域内海流运移路径;(3)颗粒态总磷含量在长江河口和杭州湾附近海域较高,由近岸向远岸迅速降低,与实际分布相符;(4)模型主要适用于河口等悬浮物含量高的Ⅱ类水休,对于以浮游植物为主的Ⅰ类水体应另外建立模式. 相似文献
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遥感水边线技术在潮间带冲淤分析研究中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
以辽东湾盘锦滩为试验区,利用遥感水边线方法研究了潮间带的冲淤演变,结合遥感水边线和海图0m线边界建立了3个时段的潮滩数字高程模型,获得了辽东湾盘锦滩不同时段近20a来的冲淤空间变化,并用2008年实测地形资料对遥感水边线和反演地形进行了评价。研究结果表明,从Landsat5,4,2合成彩色影像上目视解译的水边线与实测地形走向相近;实测地形与反演地形之间的误差集中在-0.9m～0.8m之间,平均误差为-0.16m,标准偏差为0.40,误差在±0.6m之间的区域占总面积的81.1%。遥感技术作为一种补充手段,可用于潮间带岸滩演变空间分析,其精度有待于进一步提高。 相似文献
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利用中国2008年9月发射的自主 HJ-1B 卫星热红外遥感影像数据,基于实测数据对已有海表温度反演的单窗算法进行了改进与简化,重新订正了大气透射率和大气平均作用温度估算方程,建立了基于实测数据验证的 HJ-1B 卫星海表温度定量反演业务化算法.将本算法与段四波等的改进算法用于实验海区海表温度的反演,反演结果与卫星同步实测海温数据的对比表明:本研究算法反演结果与现场同步实测海表温度平均误差约为0.76,℃段四波等改进算法反演结果平均误差约为1.09℃.本算法为 HJ-1B 卫星海表温度产品的业务化应用提供了便捷可行的方案 相似文献
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针对目前反演遥感透明度的方法多是经验方法,而半分析方法运用在二类水体时,由于分析参数较难获取导致应用较少等问题,本文在缺少相关光学参数实测数据的情况下,基于GOCI卫星影像数据及实测透明度数据开展两种半分析透明度反演模型的对比与分析。首先选用555 nm和660 nm两种参考波段的QAA-v6算法分别反演水体固有光学参数,代入到Lee15和Jiang19两种半分析模型中定量反演胶州湾水域透明度。结果表明,660nm作为参考波段的Lee15模型反演精度更高,误差更小(R~2=0.771,MAPE=0.137,RMSE=0.331)。为进一步探究各模型在不同透明度范围内的反演精度,将透明度范围分成3段(0.5~1.5,1.5~2.5,2.5~3.5 m)分别进行误差分析后发现,660 nm Lee15模型在各分段均达到最佳精度。所以该模型能够为胶州湾这种二类水体的透明度反演提供一条有效途径。 相似文献
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Secchi depth(SD, m) is a direct and intuitive measure of water's transparency, which is also an indicator of water quality. In 2015, a semi-analytical model was developed to derive SD from remote sensing reflectance, thus able to provide maps of water's transparency in satellite images. Here an in-situ dataset(338 stations) is used to evaluate its potential ability to monitor water quality in the coastal and estuarine waters, with measurements covering the Zhujiang(Pearl) River Estuary, the Yellow Sea and the East China Sea where measured SD values span a range of 0.2–21.0 m. As a preliminary validation result, according to the whole dataset, the unbiased percent difference(UPD) between estimated and measured SD is 23.3%(N=338, R~2=0.89), with about 60% of stations in the dataset having relative difference(RD)≤20%, over 80% of stations having RD≤40%. Furthermore, by excluding the field data which with relatively larger uncertainties, the semi-analytical model yielded the UPD of 17.7%(N=132,R~2=0.92) with SD range of 0.2–11.0 m. In addition, the semi-analytical model was applied to Landsat-8 images in the Zhujiang River Estuary, and retrieved high-quality mapping and reliable spatial-temporal patterns of water clarity. Taking into account the uncertainties associated with both field measurements and satellite data processing, and that there were no tuning of the semi-analytical model for these regions, these findings indicate highly robust retrieval of SD from spectral techniques for such turbid coastal and estuarine waters. The results suggest it is now possible to routinely monitor coastal water transparency or visibility at high-spatial resolutions from measurements, like Landsat-8 and Sentinel-2 and newly launched Gaofen-5. 相似文献
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基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究 总被引：1，自引：0，他引：1
自然水体中石油污染含量的时空间分布是数字地球领域水体环境研究的一个重要参数,利用遥感技术提取水中石油含量也是数字地球研究领域的一个热点问题.基于2009-2013年进行的六次石油类污水野外配比实验数据,结合2013年6月-2014年4月晴天获取的中国辽宁盘锦辽河油田Landsat 8/OLI遥感数据,在对配比实验测定值、Landsat 8/OLI传感器模拟值和Landsat 8/OLI传感器过境值等三类遥感反射比数据进行归一化处理的基础上,通过对波段特征进行分析,发现含油水样与无油水样在绿色、红色和近红外波段的遥感反射比存在明显的差异,由此提出了水体石油污染归一化遥感反射比指数NDPRI (Normalized Difference Petroleum Remote Sensing Reflectance Index),该指数可用来判断水体是否存在油污染,进一步建立利用NDPRI来反演水中石油含量遥感模式.结果表明:(1)含油水样和无油水样在蓝色波段的归一化遥感反射比差别不大;(2)含油水样在绿色和红色波段的归一化遥感反射比明显低于无油水样;(3)无油水样在近红外波段的归一化遥感反射比呈现下降趋势,而含油水样的归一化遥感反射比随着石油类浓度含量的增加而明显抬升,呈现出较好的线性关系;(4)含油水样,其NDPRI小于0.45,此阈值作为是否有油污染的判断值.最后,利用2014年4-8月污水厂获取的现场实测数据对模式进行验证,相对误差为13.5％,表明所建立的模式具有良好的石油含量反演精度. 相似文献
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Spatial distribution of random wave overtopping water behind coastal structures was investigated using a numerical model based on Reynolds-Averaged Navier-Stokes solver (RANS) and Volume of Fluid (VOF) surface capturing scheme (RANS-VOF). The computed spatial distributions of wave overtopping water behind the structure agree well with the measurements by Pullen et al (2008) for a vertical wall and Lykke Andersen and Burcharth (2006) for a 1:2 sea dike. A semi-analytical model was derived to relate spatial distribution of wave overtopping water behind coastal structures to landward ground level, velocity and layer thickness on the crest. This semi-analytical model agrees reasonably well with both numerical model results and measurements close to coastal structures. Our numerical model results suggest that the proportion of wave overtopping water passing a landward location increases with a seaward slope when it is less than 1:3 and decreases with a seaward slope when it gets steeper. The proportion of wave overtopping water passing a landward location increases with landward ground level and overtopping discharge. It also increases with the product of incident wave height and wavelength, but decreases with increasing relative structure freeboard and crest width. We also found that the extent of hazard area due to wave overtopping is significantly reduced by using a permeable structure crown. Findings in this study will enable engineers to establish the extent of hazard zones due to wave overtopping behind coastal structures. 相似文献
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Field investigation was carried out during 4 to 15 April 2001 around the Changjiang River Estuary. The similar distribution of sea surface nutrients and suspended sediment (SS) concentration is attributed to the physical mixing of Changjiang diluted water (CDW) with the Taiwan Warm Current (TWC). On the basis of the observed positive relationship between total phosphorus (TP) and SS concentration, the sea surface TP is inversed from satellite SS data. SS is believed to be an ideal eutrophic state assessing index substitution for TP, the eutrophication classification critical value of SS adopted in this research was based on the linear model: cTP=0.000 6cSSsat 0.016 3, r2=0.564 5, n=32. Although lack of in-situ chromophoric dissolved organic matter (CDOM) measurement, a good relationship was observed between the in-situ DIN (dissolved inorganic nitrogen) concentration with near real time SeaWiFS absorption coefficient of CDOM (ACD) data: cDIN=1.406 5AACBsat-0.035 9,r2=0.741 5,n=16. This empirical regression algorithm was also utilized for inversing the DIN concentration from SeaWiFS ACD data, and for establishing the eutrophication classification critical value of satellite ACD data. The established remote eutrophication classification system was later used for seawater eutrophic state assessment. The evaluation suggested that the Zhoushan Fishing Ground especially the western border is affected seriously with the nutrient input. The nutrient is mainly from the terrestrial source transported by the Changjiang River runoff. The seawater quality classification precision was assessed by in-situ data, which suggested the seawater quality distribution is similar to the two classification systems, and the remote classification error is below 25%. 相似文献
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水体吸收系数是影响水体光场分布的重要参数,在水色遥感探测中受到广泛关注。本文利用2012年9月辽东湾区域航次调查数据分析该区域水体各组分吸收系数的分布情况,结果表明,辽东湾水体中浮游植物含量相对较高。并利用该航次数据,建立了区域性半分析算法,该算法基于相邻波段间固有光学量的线性关系,首先通过遥感反射率反演得到550 nm波段的水体总吸收系数,再通过后向散射波段相关关系外推得到其他波段的总吸收系数。经独立测试数据检验,3个波段(412、443、550 nm)总吸收系数反演的平均相对误差分别为19.71%,17.99%,9.35%,说明区域性半分析算法能较好地估算研究区域的水体总吸收系数。本文还通过引入随机误差对算法稳定性进行了检验,结果表明算法具有较好的稳定性。 相似文献
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水体透明度(Secchi Disk depth,SDD)是水环境监测的重要参数,遥感技术对于监测水体透明度具有重要的应用前景。本文旨在分类和比较当前用于监测水体透明度的算法,并提出未来研究的方向,以推动水环境监测技术的进一步发展。文章对目前检索水体透明度的算法进行分类和比较。其中,经验算法、半分析算法和机器学习算法是目前研究的主要方向。通过分析算法特性和优缺点,提出未来研究的重点和方向。经验算法基于透明度与光谱数据、叶绿素a浓度等的相关性,半分析算法基于水下能见度理论,机器学习算法则基于更优的数据特征学习能力。不同算法具有各自的适用范围和限制。未来的研究应该着重于整合多源遥感数据,改进QAA (quasi-analytical-algorithm),深入分析光学参数与水体透明度的关系,将机器学习算法应用到水体透明度模型的建立中,以建立具有高精度、适用性广的反演模型。 相似文献