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基于神经网络和TM图像的大连湾海域悬浮物质量浓度的反演 总被引：3，自引：1，他引：2
水体中的悬浮物是评价海洋水质的重要指标之一。采用卫星遥感方法可以获得大范围连续的悬浮物质量浓度。以1999年5月10日大连湾海上现场-卫星同步实验数据为基础,采用神经网络模型技术模拟了陆地卫星TM传感器中心波长分别为485,560和660nm3个波段的辐射亮度值与在该海域现场获取的悬浮物质量浓度之间的传递机理。以TM图像的3个可见光波段作为输入的神经网络模型的相关系数达0．79,在反演海水表层悬浮物质量浓度方面比传统的统计分析方法表现要好。这说明神经网络方法在模拟非线性关系进行遥感反演方面更具应用前景。 相似文献
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2012年长江口水域溶解有机碳分布特征及其与环境因子的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
根据2012年2、5、8和11月长江口4个季节航次综合调查资料,分析了长江口及其邻近海域溶解有机碳(DOC)时空分布特征,探讨了DOC分布与盐度、表观耗氧量(AOU)、化学耗氧量(COD)、叶绿素a以及颗粒有机碳(POC)间的关系。结果表明,2012年长江口区DOC的浓度范围在0.53~5.21mg/L之间,均值为1.86mg/L。DOC浓度秋季最高,夏季和冬季次之,春季最低。DOC空间分布整体呈现近岸高、远岸低的格局,高值区分布在口门内和近岸水域,外海区DOC浓度随着离岸距离的增加而逐渐降低。各季节DOC空间分布略有差异。DOC与盐度、COD以及POC的相关关系较强,与AOU和叶绿素a相关性较弱。2012年长江口有机碳以DOC为主,DOC对总有机碳(TOC)的平均贡献率为55.8%,其中冬季贡献最大(59.4%),其次为秋季(59.2%)和春季(55.3%),夏季贡献率最低(49.4%)。 相似文献
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有色溶解有机物(Colored Dissolved Organic Matter, CDOM)是水体中重要的水质参数之一,是水色遥感的重要研究对象,如何构建适合特定区域的近海二类水体CDOM反演模型一直是国内外研究难点。本文利用2017年5月26～29日对南海西北部海域湛江湾20个站位采集的水样和测量的光谱资料,分析归一化遥感反射率与CDOM浓度a_g(400)的相关性,发现最大负相关系数出现在586nm处,选择580、585、590、595nm这四个波段处的归一化遥感反射率与a_g(400)建立了多元线性回归模型、BP(Back-Propagation)神经网络模型和RBF(Radial-Basis Function)神经网络模型,并与其他算法模型进行对比分析。结果发现, BP和RBF神经网络模型的平均相对误差和均方根误差均远小于多元线性回归模型和其他算法模型,神经网络模型的预测值与实测值拟合效果要优于多元线性回归模型。研究表明,神经网络模型更适合于湛江湾有色溶解有机物的遥感估算。 相似文献
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有色可溶性有机物质(Coloured Dissolved Organic Matter,CDOM)直接影响着海水的光学性质,为水体有机污染物含量遥感反演的基础参数之一。在水色遥感研究领域,一般用440nm波长位置的吸收系数ag(440)来表示其浓度,因而建立ag(440)遥感反演模式,对于掌握相关海域CDOM浓度的空间变化规律及进一步提取其他水环境参数具有重要的作用。利用2013年11月和2014年2月两个航次在珠江口海域现场采集的表观光学量及固有光学量数据,建立了基于HJ-1/CCD卫星传感器的ag(440)遥感反演模型,并应用于珠江口海域,得到该区域2012年1月至2014年6月晴天CDOM浓度空间动态分布图。研究结果表明:(1)现场测定的珠江口海域ag(440)在0.1~0.3m-1,且不同断面ag(440)呈现出一定的规律性变化;(2)利用现场实测数据对遥感模式估算值进行验证,计算出估算值的相对误差为9%,表明所建立模式具有较高的准确率;(3)遥感反演的CDOM空间分布数据与实测数据得到的分布特征基本吻合,整个珠江口及其邻近海域ag(440)的数值范围为0.07~0.31m-1,而且珠江口西部海域ag(440)高于中部和东部海域。 相似文献
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秋季胶州湾有色溶解有机物荧光特性研究及其来源分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究了秋季胶州湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源。PARAFAC模型解析出胶州湾CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(355nm/430nm)、C2(320nm/390nm)、C3(380nm/465nm)、C4(420(330)nm/505nm)及类蛋白质成分C5(280/325nm)。类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的平面分布模式基本一致,呈现由近岸海域向湾中心海域逐渐减小的趋势,而类蛋白质成分C5则是由湾东北部近岸海域向西南部海域呈逐渐减小的趋势。分析表明,秋季胶州湾CDOM类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的主要来源为陆源输入,而类蛋白质成分C5主要受城市排污的影响。系统聚类分析表明,以团岛南端和红岛西侧连线为界,所有采样站位被分为两类,分界线西部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:31.8%~35.5%,C2:30.3%~33.7%,C3:17.1%~20.2%,C4:4.5%~5.2%,C5:9.6%~12.5%;分界线东部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:30.6%~34.6%,C2:28.8%~32.7%,C3:17.0%~19.1%,C4:3.3%~4.8%,C5:12.1%~18.2%。西部区域CDOM具有较高的C4含量和较低的C5含量,大沽河等河流的陆源输入特征明显,而东部区域CDOM则具有较高的C5含量和较低的C4含量,反映该区域受城市排污影响显著。另外,秋季胶州湾CDOM的HIX范围为1.8~3.2之间,较小的腐殖化因子值反映了秋季胶州湾CDOM的腐殖化程度高较低,在环境中存在时间较短。 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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本文利用神经网络的技术手段,针对Sentinel-1A二级波模式数据提出一种用于海浪有效波高(Hs)反演的模型——N_N模型。该模型在基于ERS2 SAR波模数据开发的双参数模型的基础上,加入经度、纬度、方位向截断波长(λ_c)、图像偏斜(skewness,skew)、图像峰度(kurtosis,kurt)、卫星平台距目标物的距离与卫星飞行速度之比(β)等其他参数信息,根据不同输入参数的组合,建立了14个模型用于Hs反演,旨在分析各参数对有效波高反演的影响。通过分析表明,14个N_N模型相关系数都在0.8以上。随着λ_c、β参数的加入,N_N模型性能均大幅上升,且λ_c参数对模型性能的改善作用更加明显,相关系数提升0.06左右,均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)下降0.12m左右。另外,skew与kurt的加入也使N_N模型性能有所改善,RMSE下降0.03m左右,相关系数提升0.01左右。其中,N_N10模型效果最佳且性能最稳定,与欧洲中程天气预测中心(the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)数据对比,相关系数(CORR)达到0.905,散射指数(Scattering Index,SI)与RMSE最低,分别为18.74%、0.502m,与独立测量的浮标数据的相关系数达到了0.894。 相似文献
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溶解有机物(DOM)经太阳光照射导致其吸光度(光漂白)和溶解有机碳(光矿化)损失,从而影响水体生态系统光学特性及碳循环。本文通过测定冬季长江口及其邻近海域DOM光降解表观量子产率(AQY),初步探讨了DOM光反应活性在河口及陆架海的变化特征。DOM光降解AQY由口内至口外逐渐递减,且有色溶解有机物(CDOM)光漂白速率是溶解有机碳(DOC)光矿化速率的10倍。Φble(CDOM光漂白表观量子产率)和Φmin(DOC光矿化平均量子产率)在最大浑浊带以东海域与盐度和SUVA254分别呈显著的线性负相关与正相关,表明DOM光反应活性在长江口外受物理混合影响为主,且陆源DOM光反应活性比海源高。此外,最大浑浊带下游DOM光降解AQY显著低于上游。DOM光降解速率随波长的变化呈现非高斯分布,且峰值出现在330 nm,积分结果表明UVA是DOM光降解的主要贡献者。本研究结果将为完善我国东海碳通量模型提供帮助。 相似文献
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利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式。提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR)的水深反演结果进行比较。结果显示,各个反演模型反演水深值与实测水深值的相关系数r均大于0.75,其中PCA-GWR模型水深反演结果最好,r为0.96、RMSE为1.56 m、MAE为1.06 m。研究表明,PCA-GWR模型可有效去除数据变换后的冗余信息,降低数据空间非平稳性,具有较高的反演精度与可靠性,适用于浅海水深反演。 相似文献
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渤海和北黄海水色光谱的特征分析 总被引：9，自引：0，他引：9
我国的主要海域包括渤海、黄海、东海的大部分和南海的近岸部分都属于二类水体,这些海域的光学特征极为复杂。针对不同海域的海洋光学特征进行研究,对于反演二类水体叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质的浓度具有非常重要的意义。本文利用渤海和北黄海海域2002年11月至2003年8月的水色调查数据,对调查海区的水色光谱的特征进行了研究和分析。结果显示调查海区的水色光谱类型主要分为4个类型：类型的主要特点是光谱峰值位于570nm,谱峰比较窄,随波长远离谱峰波段,遥感反射率迅速减小,主要分布海域为渤海湾、莱州湾及辽东湾。类型2的光谱峰值位于550nm左右,谱峰比较宽,随波长增大,遥感反射率迅速减小,主要分布在渤海中部海区。类型3光谱峰值位于500—550nm范围内,440nm存在极小值,主要分布在渤海海峡和渤海中北部的一块海域。类型4类似于大洋一类水体的水色光谱,其特点是在可见光波段内,随波长增大,遥感反射率逐渐减小,主要分布在渤海海峡以外、远离海岸的北黄海海域。 相似文献
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2007年11月-2008年2月在北极阿蒙森湾进行了冰上积雪的光学衰减性质的观测实验。该实验是在极夜条件下,通过人造光源研究波长313～875nm范围内的光在雪中传播的衰减性质。实验结果验证了可见光在冰上积雪传播过程中,其辐射强度随积雪厚的增长呈指数迅速衰减的规律特征,而且光在积雪中的衰减率远大于海冰中的衰减。根据不同雪厚的光学观测结果,计算出不同波长的可见光在雪中传播的衰减系数。结果表明,465～625 nm范围内的光在雪中衰减系数最小,并且随波长变化基本为常量,其平均值为20 m~(-1)。当波长在此范围之外,可见光的衰减系数迅速升高,衰减系数最高甚至超过30 m~(-1)。此外,根据观测初步分析了雪的密度变化对光在雪中的衰减系数的影响,结果表明,积雪密度的变化对不同波长光的衰减系数影响不同。入射光的波长越大,光的衰减系数受积雪密度变化的影响越大。本文还估算了积雪密度变化造成的光的衰减系数的误差率。 相似文献
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当前极端气候事件频发,引起了人们广泛的关注。然而,气候变化对中国典型河流溶解有机物(DOM)的影响尚且未得到充分的认识。2021年11月至2022年10月,每月于珠江下游广州段采集河水样品,并分析其中溶解有机碳(DOC)、发色溶解有机物(CDOM)和荧光溶解有机物(FDOM)的浓度和组成。采样期间, 2022年6月珠江流域遭遇百年一遇的洪水。结果显示,洪水大幅度降低了河水中的DOC和CDOM浓度,并提高了DOM的芳香化程度。尽管洪水对DOM浓度产生了明显的稀释效应,但通过分析FDOM组成,进一步发现FDOM中不同组分对洪水的响应存在较大差异。FDOM短激发波长(230～235nm)处的类蛋白质组分峰值在洪水期间出现高值;与此同时,长激发波长(280～285nm)的类蛋白质组分和激发波长在345nm处的类腐殖质组分峰值在洪水期间出现最低值。此外,与长江下游相比,珠江下游水体中往往具有较高的DOC和CDOM浓度、DOM芳香化程度以及CDOM分子量。研究将有助于进一步了解珠江等世界大河DOM浓度和组成的变化规律和控制机制,以及揭示极端洪水对大河DOM动态变化产生的影响。 相似文献
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以渤海原油为油样,利用ASD地物光谱仪开展油膜光谱测量,针对油膜光谱实验过程中油膜厚度难以控制的问题,改进布设油膜的方式,利用定量滴定和图像分割方法完成油膜厚度计算,并开展油膜光谱特性及其与油膜厚度的相关性分析。研究表明,油膜厚度计算方法可信度较高,能够较真实地计算出油膜厚度;油膜光谱在350~900nm范围内较为平滑,油膜厚度及其光谱在可见光波段具有较高的相关性,900nm之前具有较好的相关性且为正相关,在600~800nm之间相关性达到最高,波长在900nm之后油膜厚度与其光谱无明显相关性;油膜光谱在761nm处有峰值存在,此处可以作为判断油膜存在以及油膜厚度反演的敏感波段;利用645nm以及761nm波段建立油膜厚度与反射光谱的相关模型,能够清晰地显示油膜厚度与其光谱在可见光波段具有较强的相关性,分析结果能够为后续遥感方法溢油量反演提供可信的参考。 相似文献
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为了及时、准确的了解胶州湾水域总悬浮物情况,采用2001—2015年水面实测数据,选取HJ-1、MERIS、LandsatTM/ETM+三个不同卫星数据,通过ENVI软件分析计算TM/ETM数据的多波段组合与总悬浮物浓度之间的相关关系,选取相关系数最大者分别构建多元函数回归模型,对胶州湾总悬浮物浓度进行了遥感定量反演研究。结果表明,估算因子三波段模型432算法与悬浮物浓度的相关性最好(R20.8),反演精度较高,以此建立了悬浮物浓度三波段半分析+生物光学遥感反演模型,检验值R~2均高于0.85,并通过F检验法和均方根误差(RMSE)分析,证明误差的敏感性差,该模型相关系数及稳定性好。因此,三波段模型在这三种反演模型中精度最好。 相似文献
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基于高光谱数据的珠江口表层水体悬浮泥沙遥感反演模式 总被引：4，自引：0，他引：4
利用2006年12月4日珠江口海域实测的高光谱遥感反射率数据及悬浮泥沙质量浓度数据,进行了该海域表层水体悬浮泥沙遥感反演模式的研究。研究结果表明,悬浮泥沙质量浓度与Rrs(λ1)/Rr s(λ2)-Rrs(λ1)/Rrs(λ3)的相关性较好,其中Rrs(λ)代表遥感反射率,λ代表波长,λ1=762.6 nm,λ2=559.09 nm,λ3=772.78 nm,建立了悬浮泥沙质量浓度定量遥感反演模式,该模式的均方根误差为4.67 mg/L,可以用于珠江口海域的悬浮泥沙质量浓度的遥感监测。 相似文献
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本文通过长江口航道淤泥的室内波浪试验研究,认为影响波长变化的主要因素有相对泥床厚度、泥床含沙浓度及相对(传播距离)波长等。在本试验范围内,波浪在泥床上传播时的波长变化一般在±5％以内;但在相对泥床厚度、泥床含沙浓度及相对(传播距离)波长均较大时,波浪被急剧衰减,波长也随之迅速减小。 相似文献
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利用WorldView-2高分辨率卫星影像,以南海北岛附近海域为研究区,研究了两种水深反演模型——对数变换模型(Stumpf 2003)和双波段线性回归模型(Lyzenga 1985)。分析了不同底质情况下水深与各波段的相关性,并利用L-M(Levenberg-Marquardt)算法求解模型参数,然后对两种模型反演的水深结果的精度进行了对比分析。对于珊瑚底质,Lyzenga 1985模型水深反演的决定系数和均方根误差分别为0.902和1.651,均优于Stumpf 2003模型(0.882,6.421);对于砂质底质,Lyzenga 1985模型水深反演的决定系数和均方根误差分别为0.897和0.529,均优于Stumpf 2003模型(0.779,0.723)。可见,在水体清澈的珊瑚底质和砂质底质区域,Lyzenga 1985模型的水深反演精度均优于Stumpf 2003模型,Lyzenga 1985模型普适性更强,能够呈现出较为稳定的反演效果。 相似文献
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台湾海峡真光层有机碳动力学研究──DOC大幅度的日变化 总被引：3，自引：0，他引：3
1994年8月和1995年2月在台湾海峡对DOC作定点连续观测,发现DOC日变化很大(2～4mg/dm3),且变化的幅度有季节差异和空间差异;DOC昼夜变化的总的规律是白天比晚上高,夜晚始终处于低值;依据DOC的昼夜变化可将DOC分为DOCnew和DOCold两部分;D0Cnew在真光层中快速地产生、消耗、再循环;DOCold则相对稳定,可从真光层底部输出;DOC的快速变化表明DOC的产生和被细菌消耗利用的速度都非常快.文中还尝试快速富丽叶变换(FFT)来分离引起DOC日变化的物理因子和生物因子,并依据实验结果讨论了初级生产力,微生物对DOC的利用,DOC输出生产力等问题. 相似文献