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水体石油类信息遥感提取模式研究 总被引：2，自引：0，他引：2
石油类是水体有机污染物中的一种,其对水体吸收系数的影响主要体现在有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的光吸收特性上。在水色遥感领域,CDOM光吸收特性主要用其在参考波段的吸收系数和光谱斜率来表征。利用2008年5月、2009年8月和2010年6月在辽宁省盘锦市辽河油田境内获取的CDOM吸收系数、水体表观光学特性以及石油类污染浓度等试验数据,确定表征石油类污染水体CDOM吸收光谱特性的光谱斜率;根据光谱斜率以及表征CDOM浓度的440 nm参考波段吸收系数,建立遥感反演水体石油类污染浓度的模式,并利用31个野外现场实测值对模式精度进行了验证,结果表明,该模式的相对误差为7%;将该模式应用于国产卫星环境一号遥感数据,获取双台子河及辽东湾近岸水体石油类污染空间分布图。 相似文献
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辐射传输模式HydroLight是研究水体辐射传输特性的有效工具,同时也是进行石油类水体辐射传输特性的有效模型。本文基于2018年8月在辽宁大连港海域实测的石油类污染水体的表观及固有光学量数据,通过设置不同浓度的配比模拟试验,利用HydroLight对油类物质和藻类物质的单一组分和两者混合水体的遥感反射比（remote sensing reflectance,Rrs）光谱进行了模拟。模拟结果表明：（1）在仅含油类物质单一组分的水体中,Rrs随着油浓度Coil的变化分为两个特征波段：400~480 nm和480~700 nm。在400~480 nm波段范围内Rrs随Coil的增加而减小,在480~700 nm随Coil的增大而增大;（2）在仅含藻类物质的单一成分水体中,叶绿素的光谱特性需要其浓度Cchl达到一定值才能表现出来,在低Cchl时的Rrs光谱特性反映为纯水的光谱特性;（3）在油藻混合水体中,随Coil的增加会增大叶绿素的Rrs,但不会明显改变叶绿素的Rrs随波长的变化趋势,这说明油藻混合水体的光谱形状主要受叶绿素的影响,油类物质的存在只改变光谱的量值。利用HydroLight对石油类污染水体的Rrs展开研究,有助于丰富水色遥感基础研究,对完善各类水体生物光学模型研究具有重要的理论意义。 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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《海洋技术学报》2015,(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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水体悬浮物对溶解在水中的油及乳化油有吸附作用,这种作用会叠加在颗粒物上,对水体的后向散射系数产生影响,而水体后向散射系数是水色遥感的重要参数之一,对建立遥感反演石油类污染浓度半分析模型起着关键性的作用。根据2008年5月在辽宁省盘锦市辽河油田境内双台子河和绕阳河现场测定的水样,对水体组分进行浓度分析,并分别利用分光光度计及后向散射系数测量仪测定水色三要素的吸收系数和水体后向散射系数。根据获取的数据,对石油类污染水体后向散射特性进行分析,分别建立了(1)石油类污染水体后向散射系数光谱模型;(2)石油类污染水体和非石油类污染水体后向散射系数与无机悬浮物浓度的关系模型。研究结果表明:(1)在建立的后向散射系数光谱模型中,幂函数指数平均值为0.87;(2)从相关系数分析来看,对后向散射系数起主要作用的是无机悬浮物浓度,其次是石油类物质浓度,而有机悬浮物浓度几乎没有影响;(3)对于无石油类污染水体,后向散射系数与无机悬浮物浓度为对数关系模型,而与有石油类污染水体更接近线性关系模型。 相似文献
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海洋光合有效辐射分布的计算模式 总被引：7，自引：1，他引：7
针对一类海水，采用美国标准大气模型和一类水体海洋生物-光学特性的半分析方法，建立了海洋光合有效辐射计算模式。模式比较全面地考虑了大气、海-气界面和水体的光辐射传输过程，能较好地用于分析叶绿素浓度以及光辐射场的角分布对光俣有效辐射分布的影响。对模拟结果的分析以及与实测结果的比较表明，该模式能较好地应用于计算衰减系数、光谱辐照度随深度的分布、光合有效辐射随深度的分布和真光层深度，在海洋生态系统的光动力学研究和水色遥感方面有效好的应用前景。 相似文献
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<正>"我国近海海洋光学调查与研究"项目是"中国近海海洋综合调查与评价专项"(908专项)的重要组成部分。按照国家海洋局水体环境调查的统一部署,获取了我国近海水体的光吸收特性、光散射特性、光离水辐射特性以及相关的环境参数,分析并初步得到我国近海海洋光学的基本分布情况。 相似文献
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近年来,海上石油污染呈现高频率,且污染程度和面积迅速扩大的态势,给海洋生态环境造成灾难,对污染的评估和消除迫切需要时间和空间上连续的观测数据来支撑。目前水体石油类含量测量方法主要包括仪器测量和遥感反演两种方式。国内外仪器测量主要采用紫外分光光度法、荧光分光光度法、红外分光光度法和非分散红外法,从这些方法的基本原理入手,剖析了各自特点和适用范围;利用2008—2010年在辽东湾获取的水体石油类污染分析数据,探讨了利用水体固有光学特性(吸收系数和散射系数)提取水体石油类含量信息的可行性;根据石油类物质在中红外波段的吸收特征,提出了利用中红外遥感判断水体石油类物质烃类组成成分的依据;最后对仪器测量结果和遥感模型反演结果进行现场验证的实验方案进行了合理性设计。 相似文献
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水体石油类物质生物-光学遥感反演模型 总被引：2，自引：1，他引：1
A biooptical modeling, which is based on a radiation transfer model, can be employed to simultaneously retrieve the concentration of various colour factors by multi-spectral remote sensing data, after connecting inherent optical properties （absorption coefficient and backward scattering coefficient） of colour factor with apparent optical properties （remote sensing reflectivity）. At present, this method has been used in a relatively wide range of applications in the inversion of a conventional water colour factor concentration in the case II water body： applications such as chlorophyll, suspended sediment, yellow substance. On the basis of extensive field testing data of water quality, correspondingly apparent optical properties, and the full use of the existing parametric model of colour factor inherent optical properties （with the parametrization of petroleum substance inherent optical properties established in the project） the remote recognition model for oil concentration is established by introducing oil as a new water co/our factor into a biooptical remote algorithm. The estimated value of the oil concentration was obtained by solving the biooptical model, using the data measured in May 2008 and August 2009 and June 2010 in seawater. The highly accurate inversion result promises to estimate the oil concentration in water for remote sensing. 相似文献
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随着沿海经济带的开发建设,海洋生态环境承受着巨大压力,湿地、河口、海湾、海岛等重要生态系统面临前所未有的威胁。对海洋生态的保护修复已经迫在眉睫、刻不容缓。文章基于辽宁省海洋资源环境的特征,结合海域开发利用及海洋生态修复现状,探索辽宁省海洋生态修复工作面临的主要问题,并提出生态修复重点及对策建议,截至2017年,累计整治修复岸线长度约140km,整治修复海域面积超过50km~2。辽宁省海洋生态修复工作面临的主要问题有:近岸局部海域水体污染、生态受损;湿地、滩涂面积有缩减趋势;河口生态系统脆弱,生物多样性指数降低;海湾生态功能退化;海岛生态环境失衡。辽宁省应重点开展海湾环境综合治理以及滨海湿地、岸滩、岛礁等整治修复工作。 相似文献
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Noboru Okami Motoaki Kishino Shigehiko Sugihara Sanae Unoki 《Journal of Oceanography》1982,38(4):208-214
By using the two-flow optical model, the variation in the irradiance reflectance of the ocean just below the surface has been calculated for varying water optical properties, for the interpretation of remotely-sensed ocean color data. The input variables used in our model are the concentration of phytoplankton (chlorophyll-a), the absorption coeffiicient of yellow substance, the particle scattering coefficient, the ratio of the back-scattering coefficient to the total scattering coefficient of particles, and the ratio of the absorption to scattering coefficients for particles.The irradiance reflectance increases monotonically with the ratio of the back-scattering coefficient to the total scattering coefficient. Spectral changes occur in the irradiance reflectance for increases in chlorophyll-a concentration and yellow substance as well as the ratio of the absorption to scattering coefficients.Because slightly different mathematical expressions have been derived by other investigators using the two-flow model, an evaluation of the resulting calculation differences is presented and discussed. 相似文献
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为了研究近岸海带养殖活动对水体光学特性的影响,本文选取山东半岛黑泥湾海域为典型研究区,利用2021年4月和8月在该区的9站同步观测数据,分析其总悬浮颗粒物、藻类颗粒物、非藻类颗粒物以及有色溶解有机物的吸收特性,并计算各组分对总吸收系数的贡献率,同时采用Quasi-analytical algorithm (QAA)算法借助MODIS影像反演了水体总吸收系数,结合实测数据获得了黑泥湾水体吸收特性的季节变化情况。结果表明,有海带养殖季节表层水体藻类颗粒物、非藻类颗粒物、总颗粒物和有色溶解有机物的吸收系数明显大于无海带养殖季节,且春季海带养殖区水体的总吸收系数大于无海带养殖区;海底表层沉积物的再悬浮造成底层吸收系数较大,而在春季成熟期的海带汇聚较大量的有机物质导致中层藻类颗粒物吸收系数相对较高;参考波长向红波移动,QAA_v5算法能够较好地估算该区表层水体吸收系数,且在海带养殖季节水体组分会影响到更长的波段特征。本研究可为深入了解海带养殖对水体各组分浓度和分布、碳循环以及水生生态系统的结构和功能的影响提供参照,并有助于提高近岸水体组分的遥感反演精度。 相似文献
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A. G. Petrushin 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2016,52(3):257-262
Key optical characteristics of radiation scattering in clouds (mean cosine of the scattering phase function, averaged factors and indices of scattering efficiency, and single-scattering albedo) and integral characteristics of homogeneous cloud layers (cloud-layer albedo and transmission factor) have been calculated with the use of the earlier suggested model of the microstructure of mixed phase clouds, where ice crystals and water droplets are homogeneously mixed over the volume, for individual wavelengths in the range from 0.6 to 10.6 μm. An approach is elaborated for statistically valid parameterization of the above characteristics versus the mean temperature of a mixed layer only under the availability of reliable information about the temperature dependence of the characteristic sizes of particles of different fractions and their concentrations in the cloud. 相似文献
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基于EOF分析对南海西北海域水体光谱特性的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
This study presents an analysis of the spectral characteristics of remote sensing reflectance(R_(rs)) in northwestern South China Sea based on the in situ optical and water quality data for August 2018.R_(rs)was initially divided into four classes,classes A to D,using the max-classification algorithm,and the spectral properties of whole R_(rs) were characterized using the empirical orthogonal function(EOF) analysis.Subsequently,the dominant factors in each EOF mode were determined.The results indicated that more than 95% of the variances of R_(rs) are partly driven by the back-scattering characteristics of the suspended matter.The initial two EOF modes were well correlated with the total suspended matter and back-scattering coefficient.Furthermore,the first EOF modes of the four classes of R_(rs)(A-D R_(rs)-EOF_1) significantly contributed to the total variances of each R_(rs) class.In addition,the correlation coefficients between the amplitude factors of class A-D R_(rs)-EOF_1 and the variances of the relevant water quality and optical parameters were better than those of the unclassified ones.The spectral shape of class AR_(rs)-EOF_1 was governed by the absorption characteristic of chlorophyll a and colored dissolved organic matter(CDOM).The spectral shape of class B R_(rs)-EOF_1 was governed by the absorption characteristic of CDOM since it exhibited a high correlation with the absorption coefficient of CDOM(a_g(λ)),whereas the spectral shape of class C R_(rs)-EOF_1 was governed by the back-scattering characteristics but not affected by the suspended matter.The spectral shape of class D R_(rs)-EOF_1 exhibited a relatively good correlation with all the water quality parameters,which played a significant role in deciding its spectral shape. 相似文献