基于DIEOF方法重构海表叶绿素a遥感缺失数据     

马翱慧  刘湘南  刘美玲  龙亚谦 《海洋通报》2014,33(5):576-583

以2007年1月到2010年12月的MODIS Aqua CHL-a Level 2海表水色产品为基础数据,获得南海北部海域海表叶绿素a浓度的月平均影像集,基于影像集数据的时空相关性利用DIEOF(Data Interpolating Empirical Orthogonal Functions)方法重构其缺失数据。通过分析重构前后数据变化、验证重构结果的时空特征、计算模型精度指标等对重构结果进行评价。研究结果表明:DIEOF方法重构的MODIS海表叶绿素a影像,能够体现研究区海表叶绿素a的时空变化特征,重构结果的复相关系数R2可达到0.98,平均绝对误差MAE小于0.01;该方法重构过程中无需先验信息,易操作,能够有效重构大面积成片缺失或缺失比例较高的影像。  相似文献   

盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响3期王帅,等:盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响35     

王帅  梁英 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(3):33-38

以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为实验材料,研究在不同盐度(5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130)下处理不同时间后(12、24和48h),该藻的生长及叶绿素荧光特性的变化情况。结果表明,盐生杜氏藻生长和进行光合作用的最适盐度为100,适宜盐度范围为20~110。在盐度过低(20)和过高(110)的胁迫条件下,盐生杜氏藻PSII的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)显著降低。该藻的细胞密度和叶绿素含量均在盐度100时达到最大值。相关性分析结果表明,盐生杜氏藻的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)与细胞密度呈极显著的正相关性,因此可通过PSII荧光指标的变化来反映该藻对盐胁迫的耐受性。本文还对盐胁迫下盐生杜氏藻的响应机制和叶绿素荧光技术在筛选耐盐微藻品种中的应用进行了初步探讨。  相似文献   

基于遥感数据分析南海叶绿素与颗粒物的季节变化与相互关系     

王晓琦  邢小罡  王金平  李娜 《海洋学报》2015,37(10):26-38

本文基于卫星遥感的叶绿素a浓度与颗粒物后向散射系数月平均数据以及其他海洋与气象参数,详细分析了两个生物光学参量在季节尺度上的相关性及其与物理参数的耦合关系,并运用光驯化模型分析了南海表层水体浮游植物的生理学季节变化特征。结果表明,受南海地形和风场等物理参量的变化,南海叶绿素a浓度与颗粒物后向散射系数存在显著的季节和空间分布特征,具有一定的共变性和差异性。在南海近岸及浅水区,叶绿素a浓度与颗粒物后向散射系数有很好的耦合关系;而在南海深水海盆区,叶绿素a浓度冬高夏低,其季节循环过程与颗粒物后向散射系数相反,这主要是受浮游植物生理学过程的影响。"生物量控制区"与"光驯化控制区"的分界在南海与陆架-海盆分界线一致,体现了水深条件对浮游植物生理状态的影响。此外本文还发现,在吕宋海峡西部海区,叶绿素a与颗粒物后向散射系数的关系表现出"生物量-光驯化共同控制"的特点。  相似文献   

植被冠层日光诱导叶绿素荧光塔基自动观测方法及系统介绍     

李朝晖  张永光  张乾  吴云飞  张小康  章钊颖 《遥感学报》2021,25(5):1152-1168

植物光合作用所提供的物质和能量是人类赖以生存的关键因素,而日光诱导叶绿素荧光SIF (SunInduced chlorophyll Fluorescence)是植物光合作用的副产品,与光合作用关系密切,深入研究SIF将对于更加深入理解光合作用机制有着重要的意义。目前,近地面植被冠层SIF遥感观测发展迅速,但不同SIF观测系统间差异较大。本文通过比较分析不同塔基SIF观测系统及其特征,归纳了塔基SIF观测方式和方法,提出了塔基SIF观测技术规范。塔基SIF观测主要有两台光谱仪和一台光谱仪结合光路切换开关的观测方法,可以采取双半球和半球—锥体两种观测方式。SIFprism系统是一种新的基于光学棱镜的SIF自动观测系统,本文介绍了SIFprism系统软硬件组成和光谱数据采集流程,并以SIFprism系统为例阐述了塔基观测系统光谱数据处理流程,分析了SIF反演过程可能存在的不确定性,最后对近地面SIF观测进行了展望。  相似文献   

基于GF-1卫星数据的水库叶绿素a浓度联合反演研究     

郭云开  钱佳  雷宇斌  董胜光  吴朝辉  屈伟军  章琼 《测绘工程》2021,30(4):14-19

探明不同区域及不同营养状况下水库叶绿素a的共同敏感波段,基于G F-1号卫星16 m分辨率的多光谱WFV传感器影像构建叶绿素a浓度普适性反演模型.文中以湖南省3种不同营养状况的水库为研究对象,在实测高光谱及GF-1/WFV影像预处理基础上,对比实测高光谱数据与GF-1/WFV影像数据,采用相关性分析筛选叶绿素a敏感波段,基于GF-1/WFV影像数据构建叶绿素a浓度一元回归联合反演模型,生成浓度等级图.研究表明,相关性分析下叶绿素a的敏感波段区间为550～620 nm,波段区间对应影像中的绿波段(520～590 nm),模型反演精度较优,满足水库叶绿素a浓度监测精度要求,可为发展基于遥感影像大面积反演不同污染程度水质叶绿素a浓度提供基础支持.  相似文献   

HY-1C卫星海岸带成像仪叶绿素a浓度反演研究     

滕越  邹斌  叶小敏 《海洋学报》2022,44(5):25-34

叶绿素a作为最重要的水质参数之一,是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C卫星CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演,与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证,应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明,叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.774 3,平均相对误差为24.58%,利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证,相关系数达到0.993 9,平均相对误差为18.49%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减,峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。  相似文献   

基于OC-CCI数据的南海高叶绿素a浓度水域面积的时空变化研究*     

李傲  冯洋  王云涛  薛惠洁 《热带海洋学报》2022,41(2):77-89

浮游植物是海洋生态系统食物链的基础组成, 并通过光合作用影响着海表二氧化碳通量变化。文章基于高叶绿素a浓度水域面积指标构建南海浮游植物生物量的估算体系。利用遥感数据, 采用经验正交函数分解插值方法, 重构长时间序列的南海叶绿素a浓度场, 并研究了南海高叶绿素a浓度水域面积特征的时空分布。结果发现: 高叶绿素a浓度水域面积变化有着显著季节特征, 在冬季面积达到最大值, 在夏季达到最小值, 但是该水域对应的叶绿素a浓度却在冬季达到最小值, 在夏季达到最大值, 这一特征可能是由于风驱动的海表动力过程使得海表叶绿素重新分布; 空间分布上, 高叶绿素a浓度水域常年存在于海岸附近, 特别是在中国沿海、越南沿岸、泰国湾以及婆罗洲岛附近。在巽他陆架与湄公河口东部中央海盆, 高叶绿素a浓度区域面积呈年际变化。受厄尔尼诺调控的南海季风, 导致不同年份湄公河口东南沿海存在不同程度的北部冷水侵入, 北部冷水入侵可能是引起局地浮游植物生物量增减的原因。  相似文献   

4种拟除虫菊酯类农药对海带生长及叶绿素a含量的影响          下载免费PDF全文

郑惠东 《应用海洋学学报》2022,41(4):663-670

为研究不同拟除虫菊酯类农药对海带（Laminaria japonica）生长和叶绿素a（Chl a）含量的影响,选取溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、醚菊酯等4种拟除虫菊酯类农药,设置1、5、10、50、100、500 μg/dm3 6个梯度对海带进行半静置染毒。结果表明：低浓度(1 μg/dm3)组4种拟除虫菊酯类农药对海带生长均具有促进作用（P<0.05）,高浓度（100、500 μg/dm3）对海带生长具有显著抑制作用（P<0.01）。溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、醚菊酯对海带的24 d半抑制效应浓度（EC50 ）分别为82.4、53.0、10.7、14.6 μg/dm3,抑制作用大小为氰戊菊酯≈醚菊酯>联苯菊酯>溴氰菊酯。低浓度（1、5 μg/dm3）组海带体内Chl a含量均出现升高,具有一定促进作用（P<0.05）;高浓度（100、500 μg/dm3 ）组海带体内Chl a含量均出现明显下降,具有显著抑制作用（P<0.01）,抑制作用大小为醚菊酯>氰戊菊酯>联苯菊酯>溴氰菊酯。4种拟除虫菊酯类农药对海带生长和Chl a含量的影响均表现为低浓度促进、高浓度抑制作用,且随着浓度升高和暴露时间延长,呈促进作用减弱,抑制作用增强之势。  相似文献   

联合星载高光谱影像和堆栈集成学习回归算法的红树林冠层叶绿素含量遥感反演     

付波霖  邓良超  张丽  覃娇玲  刘曼  贾明明  何宏昌  邓腾芳  高二涛  范冬林 《遥感学报》2022,26(6):1182-1205

红树林是世界上生产力最高、价值最高的湿地生态系统之一。冠层叶绿素含量CCC（Canopy Chlorophyll Content）作为红树林重要的生物物理参量,是估算其生产力和评价其健康状况的重要指标。本文利用珠海一号高光谱卫星（OHS）影像与Sentinel-2A多光谱数据计算传统植被指数与组合植被指数并构建了高维数据集,综合利用正态分布检验、最大相关系数法与变量重要性评价进行数据降维和变量优选;分别基于单一线性回归算法、机器学习回归算法和堆栈集成学习回归算法构建了红树林CCC遥感反演模型,探明北部湾红树林CCC的最佳遥感反演模型,验证OHS高光谱影像与Sentinel-2A数据反演红树林CCC的精度差异,评估SNAP-SL2P算法反演红树林CCC的适用性。研究结果表明：（1）通过数据降维和变量选择处理,从高维度OHS数据集选取了8个特征变量,其中RSI_（12,17）、DSI_（12,18）和NDSI_（6,12）组合植被指数对红树林CCC反演精度的贡献率较高;（2）联合OHS数据和最优堆栈GBRT集成学习回归模型（Score=0.999,RMSE=0.963 μg/cm²）的训练精度优于最优RF机器学习回归模型（RMSE降低了7.531 μg/cm²）,明显优于最优Lasso线性回归模型（RMSE降低了19.383 μg/cm²）;（3）在最优堆栈集成学习回归模型下,OHS数据反演红树林CCC的精度（R²=0.761,RMSE=16.738 μg/cm²）高于Sentinel-2A影像（R²=0.615,RMSE=20.701 μg/cm²）;（4）联合OHS和Sentinel-2A数据的最优堆栈集成学习回归模型反演红树林CCC的精度都明显优于SNAP-SL2P算法（R²=0.356,RMSE=49.419 μg/cm²）。研究结果论证了正态分布检验、最大相关系数法和基于XGBoost的特征选择方法有效降低了高维数据集的维度,并得到了最优特征变量;OHS数据的最优堆栈GBRT集成学习回归模型训练精度最高,是估算红树林CCC的最优反演模型;OHS和Sentinel-2A数据都能有效反演红树林CCC（R²均大于0.61）,而OHS数据的估算精度更高（R²大于0.75）;SNAP-SL2P算法不能有效反演红树林CCC（R²小于0.4）,且对红树林CCC数值存在系统性低估。  相似文献   

利用叶绿素a浓度反演精细提取红树植物生长区域          下载免费PDF全文

韩泽文  李卓  孙琰  刘大召 《武汉大学学报(信息科学版)》2022,47(7):1103-1112

大范围的红树植物遥感提取容易受地物遮挡、海水浸淹以及红树植物本身覆盖程度等因素影响,为了解决这一问题,2019-04在中国广东省湛江市通明海湾红树植物生长区域进行了现场调研,并使用高分一号（Gaofen-1, GF-1）卫星遥感影像提取红树植物分布范围。首先,根据地物波谱特征,使用归一化水体指数提取水陆边线,建立红树植物适宜生长区域;然后,使用面向对象方法逐步精确红树植物生长区域,采用光谱归一化差值指数、植被指数的方法二次提取通明海湾红树植物的分布区域;最后,对两次提取结果取并集,最大化精细提取红树植物生长范围。利用经验模型对该海湾进行海水的叶绿素a反演,分析该区域红树植物周围海水叶绿素a的浓度及分布特征,对红树植物与其周围水环境叶绿素a浓度的相关性进行研究。研究结果显示,红树植物生长区域的水体叶绿素a浓度极高,且近岸水体有红树植物的区域,其叶绿素a浓度要高于无红树植物区域。相关性分析表明叶绿素a浓度与红树植物之间有较好的相关性,叶绿素a浓度由高浓度急剧降低为低浓度,证明红树植物周围水体叶绿素a浓度及分布特征有明显变化规律,可以使用该方法精细提取全部红树植物生长范围。  相似文献