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南海颗粒物光学特性与遥感算法研究-XG

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《2024年南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》范文

《2024年南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》范文

《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》篇一一、引言南海，作为世界第三大洋的重要组成部分，具有丰富的生物和地理资源。

西沙群岛，作为南海的一个重要组成部分，拥有着得天独厚的自然条件和生物多样性，特别是其珊瑚岛礁资源，具有极高的生态价值和科研价值。

近年来，随着科技的发展，高分遥感技术被广泛应用于海洋环境监测和生态研究。

本文将就南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测与动态研究进行深入探讨。

二、高分遥感技术及其在珊瑚岛礁监测中的应用高分遥感技术是一种高精度的遥感技术，具有高分辨率、高精度、高效率等优点，可以实现对地面物体的精细观测。

在珊瑚岛礁的监测中，高分遥感技术主要应用于以下几个方面：1. 珊瑚礁的形态和分布监测：通过高分遥感技术，可以精确地获取珊瑚礁的形态和分布信息，包括珊瑚礁的面积、形状、密度等。

2. 珊瑚礁的生长和变化监测：通过定期的高分遥感监测，可以观察到珊瑚礁的生长和变化情况，包括珊瑚礁的扩张、退化等。

3. 海洋环境监测：高分遥感技术还可以用于监测海洋环境的变化，如海水的温度、盐度、浑浊度等，以及海洋污染情况。

三、南海西沙群岛珊瑚岛礁的动态研究南海西沙群岛的珊瑚岛礁具有极高的生态价值和科研价值。

通过对这些岛礁的高分遥感监测，我们可以对其进行动态研究，包括以下几个方面：1. 珊瑚礁的生态研究：通过分析珊瑚礁的形态、分布、生长和变化情况，可以了解珊瑚礁的生态状况，包括珊瑚的种类、数量、生长速度等。

2. 气候变化对珊瑚礁的影响研究：通过对比不同时期的高分遥感数据，可以分析气候变化对珊瑚礁的影响，包括海水的温度、pH值、盐度等变化对珊瑚礁的影响。

3. 人类活动对珊瑚礁的影响研究：人类活动如过度捕捞、污染排放等都会对珊瑚礁产生负面影响。

通过高分遥感监测，可以分析人类活动对珊瑚礁的影响程度和范围。

四、研究成果及展望通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测与动态研究，我们得到了以下研究成果：1. 了解了珊瑚礁的形态、分布、生长和变化情况，为珊瑚礁的生态研究和保护提供了重要的数据支持。

《2024年南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》范文

《2024年南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》范文

《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》篇一一、引言南海作为世界第三大洋，具有极其丰富的生物多样性和独特的地理环境。

其中，西沙群岛作为南海重要的组成部分，其珊瑚岛礁的生态环境和资源保护显得尤为重要。

近年来，随着科技的发展，高分遥感技术为南海西沙群岛珊瑚岛礁的监测与动态研究提供了新的手段。

本文旨在探讨高分遥感技术在南海西沙群岛珊瑚岛礁监测中的应用，以及通过动态研究揭示其生态环境的变迁与保护策略。

二、高分遥感技术及其在南海西沙群岛的应用高分遥感技术是指利用高分辨率遥感卫星对地球表面进行观测和识别的技术。

在南海西沙群岛的应用中，高分遥感技术可以精确地监测珊瑚岛礁的地形地貌、海洋环境以及生态变化。

具体应用包括：1. 地形地貌监测：通过高分遥感技术，可以精确地获取珊瑚岛礁的地形地貌信息，包括岛礁的面积、形状、高度等。

这些信息对于了解岛礁的地理特征、海洋环境以及生态变化具有重要意义。

2. 海洋环境监测：高分遥感技术可以监测海洋的水温、盐度、流速等环境参数，以及海洋污染情况。

这些信息对于保护珊瑚岛礁的生态环境具有重要意义。

3. 生态变化监测：通过高分遥感技术，可以监测珊瑚岛礁的生态变化，包括珊瑚的生长情况、物种分布、病虫害情况等。

这些信息对于了解珊瑚岛礁的生态状况、制定保护策略具有重要意义。

三、南海西沙群岛珊瑚岛礁的动态研究通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测数据进行分析，可以揭示其生态环境的变迁。

具体研究包括：1. 珊瑚岛礁的生长与消亡：通过对比不同时期的高分遥感监测数据，可以了解珊瑚岛礁的生长和消亡情况，进而分析其生态环境的变化原因。

2. 物种分布与多样性：通过分析珊瑚岛礁的物种分布和多样性，可以了解其生态系统的健康状况。

同时，结合高分遥感技术，可以监测物种的迁移和适应情况，为制定保护策略提供依据。

3. 气候变化与海洋污染：通过分析高分遥感监测数据，可以揭示气候变化和海洋污染对珊瑚岛礁生态环境的影响。

南海海面风场和浪场季平均特征的卫星遥感分析

南海海面风场和浪场季平均特征的卫星遥感分析

南海海面风场和浪场季平均特征的卫星遥感分析南海海面的风场和浪场是无数渔民和航海家所熟悉的景象，也是影响人类和环境的重要力量。

因此，对南海海面风场和浪场的季平均特征的研究具有十分重要的意义。

近年来，随着卫星遥感技术的发展，利用卫星遥感观测南海海面风场和浪场的季平均特征已经成为可行的方法。

为了研究南海海面风场和浪场的季平均特征，我们采用了卫星遥感的技术，从卫星地面观测系统（GOS）获取了多普勒SAR数据，其中包括每月海面风场和浪场序列，以及气象要素信息。

要求定位准确度达到百米级，提供较高的空间分辨率。

使用卫星遥感观测技术获得的海面风场和浪场序列数据，我们进行了表示季节变化的分析，以研究南海海面风场和浪场的季平均特征。

结果显示，南海海面风场和浪场的季平均特征存在明显的季节变化。

体而言，在春季，海面风场和浪场的强度最弱，平均风速约为6m/s左右，南海海面的浪高也只有约1m左右；夏季，海面风场和浪场的强度较强，平均风速约为9m/s左右，南海海面的浪高约为2m左右；秋季，海面风场和浪场的强度也相当强，而平均风速约为9m/s左右，南海海面的浪高约为2m左右；冬季，海面风场和浪场的强度较弱，平均风速约为7m/s左右，南海海面的浪高也只有约1m左右。

此外，利用卫星遥感观测技术对南海海面风场和浪场的季平均特征进行分析，还发现有一些季节变化规律。

具体来说，南海海面风场和浪场季平均特征在北部最强，而在南部最弱；南海海面风场和浪场的月平均特征在深夜最强，而在白天最弱；南海海面风场和浪场的季平均特征在夏季较强，而对其他季节影响较弱。

值得一提的是，研究表明，南海海面风场和浪场的季平均特征不仅受南海邻近的季风的影响，还受到了西北太平洋的影响，以及海湾风的影响，这些都是影响南海海面风场和浪场的季平均特征的重要因素。

综上所述，利用卫星遥感观测技术，对南海海面风场和浪场的季平均特征进行了研究。

研究表明，南海海面风场和浪场的季平均特征存在明显的季节变化，且受到外界环境等因素的影响。

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《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》篇一一、引言南海，作为我国的重要海域，拥有丰富的海洋生物资源和独特的地理环境。

西沙群岛作为南海的重要组成部分，其珊瑚岛礁生态系统对维护海洋生态平衡、保护生物多样性具有重要意义。

随着科技的进步，高分遥感技术为海洋生态环境监测提供了新的手段。

本文旨在通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测与动态研究，为保护和管理海洋生态环境提供科学依据。

二、研究区域与数据来源本研究区域为南海西沙群岛的珊瑚岛礁。

数据来源主要包括高分遥感卫星数据、地理信息系统数据以及现场调查数据。

高分遥感卫星数据用于获取珊瑚岛礁的遥感影像，地理信息系统数据用于分析岛礁的地理位置和地貌特征，现场调查数据则用于验证遥感监测结果的准确性。

三、高分遥感监测技术与方法高分遥感技术通过获取珊瑚岛礁的遥感影像，可以实现对岛礁的精确监测。

首先，通过多时相遥感影像获取岛礁的形态变化信息；其次，利用遥感影像的光谱信息和纹理信息，分析岛礁的生物群落分布和生态状况；最后，结合地理信息系统数据，对岛礁的地理位置和地貌特征进行综合分析。

四、珊瑚岛礁动态研究通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测，我们可以得到以下动态研究结果：1. 岛礁形态变化：通过多时相遥感影像的比对，可以发现珊瑚岛礁的形态在短时间内发生了明显变化，这与人为活动和自然环境的变化密切相关。

2. 生物群落分布：通过遥感影像的光谱信息和纹理信息分析，可以得出珊瑚岛礁上生物群落的分布情况。

不同种类的珊瑚和生物在不同区域的分布差异，反映了岛礁生态环境的差异。

3. 生态状况评估：结合现场调查数据，可以对珊瑚岛礁的生态状况进行评估。

通过分析珊瑚的生长状况、生物多样性以及海域水质等指标，可以判断岛礁生态环境的健康状况。

五、结论与建议通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测与动态研究，我们得到了以下结论：1. 珊瑚岛礁的形态变化与人为活动和自然环境的变化密切相关，需要加强管理和保护措施。

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《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》篇一一、引言南海西沙群岛作为我国重要的海洋资源宝库，其珊瑚岛礁的生态环境和资源保护显得尤为重要。

随着科技的发展，高分遥感技术为海洋环境监测提供了新的手段。

本文旨在探讨南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测技术及其动态研究，以期为珊瑚礁生态环境的保护和可持续发展提供科学依据。

二、高分遥感技术概述高分遥感技术是一种利用高分辨率遥感卫星获取地面信息的技术。

该技术具有高分辨率、高精度、高时效性等优点，广泛应用于海洋环境监测、资源调查、地质勘查等领域。

在南海西沙群岛珊瑚岛礁的监测中，高分遥感技术能够提供更加详细、准确的地理信息，为后续的动态研究提供数据支持。

三、南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测（一）监测方法针对南海西沙群岛珊瑚岛礁的特点，采用高分辨率遥感卫星进行监测。

通过获取卫星图像，分析岛礁的形态、植被覆盖、水体污染等情况，进而评估岛礁的生态环境和资源状况。

（二）监测结果通过高分遥感监测，可以清晰地看到南海西沙群岛珊瑚岛礁的形态、大小、分布等情况。

同时，还可以监测到岛礁上的植被覆盖情况、水体污染程度等信息。

这些数据为后续的动态研究提供了基础。

四、动态研究（一）研究方法结合高分遥感监测数据，采用地理信息系统（GIS）技术对珊瑚岛礁进行空间分析和时间序列分析。

通过分析岛礁的形态变化、植被覆盖变化、水体污染变化等情况，了解珊瑚岛礁的生态环境和资源变化情况。

（二）研究结果通过动态研究，可以发现南海西沙群岛珊瑚岛礁的生态环境和资源状况存在一定的变化。

其中，岛礁的形态变化和水体污染变化是主要的变化因素。

这些变化对珊瑚礁生态系统的稳定性和可持续发展产生了影响。

五、结论与建议通过对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测和动态研究，我们可以得出以下结论：1. 高分遥感技术为南海西沙群岛珊瑚岛礁的监测提供了新的手段，能够提供更加详细、准确的地理信息。

2. 珊瑚岛礁的生态环境和资源状况存在一定的变化，其中形态变化和水体污染变化是主要的变化因素。

东中国海水体悬浮颗粒物的光谱吸收特征研究

东中国海水体悬浮颗粒物的光谱吸收特征研究

东中国海水体悬浮颗粒物的光谱吸收特征研究魏兰苏;孙德勇;李楠【摘要】深入了解水体光谱吸收特征,对于建立水色遥感光学模型,提高水色遥感的定量反演精度具有重要作用.本文结合2016年9月以及12月两班航次的实测数据,计算并比较东中国海三个海域的悬浮颗粒物的吸收系数、比吸收系数,再结合叶绿素a浓度及总悬浮颗粒物浓度对吸收特征进行分析.分析结果表明,总悬浮颗粒物的光谱吸收特性、比吸收特性均与浮游藻类颗粒物的类似,其在波段440nm和675nm有明显的吸收峰,非藻类颗粒物吸收系数随波长增加而不断减小;从整体上来看,渤海的吸收系数最大,黄海次之,东海最小.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)021【总页数】4页(P58-61)【关键词】东中国海;悬浮颗粒物;吸收特征;比吸收特征【作者】魏兰苏;孙德勇;李楠【作者单位】南京信息工程大学海洋科学学院,江苏南京 210044;南京信息工程大学海洋科学学院,江苏南京 210044;南京信息工程大学海洋科学学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】P733.30 引言东海、渤海和黄海的光学性质不仅受到浮游植物及其降解物的影响，还与溶解物质与陆源性悬浮颗粒物有关[1]，因此这三个海域均为典型的Ⅱ类水体，总悬浮颗粒物的浓度较高[8]。

悬浮颗粒物影响着海水固有光学特性的变化，同时也在沿岸水域中起到重要作用[2-3]。

除此之外，悬浮颗粒物中的浮游藻类物质通过光合作用固定光能，从而影响水体的初级生产力[4]。

悬浮颗粒物的光谱吸收特性通常由吸收系数表征，是水色遥感中的一个关键参数。

因此，准确测量水体中悬浮颗粒物光谱吸收系数，并研究悬浮颗粒物的光谱吸收特性，对于建立水色遥感光学模型、初级生产力估算和模拟生态过程具有重要意义[5]。

吸收系数是固有光学量之一，国内外已有较多针对水体悬浮颗粒物吸收特征的研究。

朱建华等学者[25]在对黄东海海区的研究中发现总悬浮颗粒物与浮游植物色素吸收系数光谱曲线相似，并得到浮游植物是悬浮颗粒物的主要组成部分，非色素吸收系数光谱呈e指数衰减趋势的结论；王桂芬等学者[26]在对南海北区的研究中，发现表层水体的非藻类颗粒物吸收系数与总悬浮颗粒物浓度有线性关系；Wang Yuan-Dong等学者[1]在对查干湖的研究中发现总悬浮颗粒物与非色素颗粒物光谱吸收水平较高，浮游藻类吸收系数与叶绿素a浓度存在幂函数关系，浮游藻类比吸收系数与叶绿素a存在非线性关系；孙德勇等学者[5]在对太湖梅梁湾的研究中发现，非藻类颗粒物的光谱吸收系数随波长的变化遵循指数衰减规律，浮游藻类颗粒物吸收与叶绿素a浓度有关。

南海中尺度涡生态效应的遥感研究

02
0.12
一
图4.15多年叶绿素平均(2002—2009年6月到9月间)
Figure 4.15GSM chlorophyll averaged
from June to September 2002—2009.Chlorophyll and dynamic variables(eddy kinetic energy(EKE)and offshore transport(Mx))used for the multiple linear regression analysis are extracted from the black and red boxes.
EKE:二f材2+v214.1
2、
其中甜和v分别表示纬向和子午方向的地转流速度异常。
从亚太数据研究中心(APDRC)获取TRMM.TMI的日海表面高度数据, ERDDAP日风应力数据以及QuikSCAT日海表面风场数据,将这些数据网格化到1/40×1/40,然后进行7天平均。离岸传输(Mx)通过公式4.2计算
AE.E 罔√盛薯●门■■■
第五章中尺度涡内部表层浮游植物藻种分布初探
第五章中尺度涡内部表层浮游植物藻种分布初探
5.1引言
浮游植物通过光合作用将海水中的无机碳转化为有机碳,其固碳作用在全球碳循环中起着非常重要的作用。不同浮游植物种群对海洋碳循环及其相关的生物地球化学元素存在不同的影响。浮游植物中的叶绿素浓度是引起海洋水色变化的主要因素,因此早期主要用海水中叶绿素的浓度估算海洋光合作用或初级生产力。然而,由于不同藻种所含的其它色素浓度差异,表现出不同的光合作用和光谱特征。根据这些色素的小的光谱特征差异能够识别不同的藻种信息。但是由于对不同藻种的光谱特征认识有限,藻种信息的遥感提取在早期的海洋水色研究中研究的相对较少。1999开始的法国的GeP&CO项目对全球海洋的浮游植物藻种进行采样,试图研究常见藻种的遥感反演算法。Alvain等(2005)提出的PHYSAT 方法为不同藻种信息的遥感提取提供了可能。

《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》范文

《南海西沙群岛珊瑚岛礁高分遥感监测与动态研究》篇一一、引言南海，作为世界第三大洋，具有丰富的海洋生态资源和复杂的海洋环境。

其中，西沙群岛以其独特的地理位置和丰富的生物资源而闻名。

珊瑚岛礁作为西沙群岛的重要组成部分，其生态环境的变化直接关系到整个区域的生态平衡。

因此，对南海西沙群岛珊瑚岛礁的高分遥感监测与动态研究，对于了解其生态环境变化、保护生物多样性以及海洋环境治理具有重要意义。

二、高分遥感技术在珊瑚岛礁监测中的应用高分遥感技术以其高分辨率、大范围、快速更新的特点，为珊瑚岛礁的监测提供了新的手段。

通过卫星遥感、航空遥感等手段，可以获取珊瑚岛礁的高分辨率影像，进而对岛礁的形态、植被覆盖、水体质量等进行监测。

首先，高分遥感技术可以清晰地获取珊瑚岛礁的形态信息。

通过对比不同时期的遥感影像，可以了解岛礁的变迁情况，进而分析其生态环境的变化。

其次，植被覆盖是衡量生态环境质量的重要指标。

高分遥感技术可以获取岛礁上的植被类型、分布和密度等信息，为评估岛礁的生态环境质量提供依据。

此外，通过分析水体的光谱特征，可以评估水体的质量，了解岛礁周围海域的环境状况。

三、珊瑚岛礁动态研究珊瑚岛礁的动态研究主要包括岛礁的变化、生物种群的变化以及海洋环境的变化等方面。

通过高分遥感技术与现场调查相结合的方法，可以更全面地了解珊瑚岛礁的动态变化。

岛礁的变化是珊瑚岛礁动态研究的重要内容。

通过对比不同时期的遥感影像，可以了解岛礁的面积、形态以及岸线变化等情况。

这些变化可能与气候变化、海平面上升、人类活动等因素有关，需要进一步深入研究。

生物种群的变化也是珊瑚岛礁动态研究的重要方面。

通过调查珊瑚、鱼类等生物的种群数量、分布和多样性等信息，可以了解生物种群的变化情况，进而分析其生态环境的变化。

海洋环境的变化与珊瑚岛礁的生态环境密切相关。

通过分析海水温度、盐度、pH值等环境因素的变化，可以了解其对珊瑚岛礁生态环境的影响。

四、研究方法与数据来源本研究采用高分遥感技术获取南海西沙群岛珊瑚岛礁的遥感影像数据，结合现场调查和实验室分析等方法，对珊瑚岛礁的形态、植被覆盖、水体质量以及生物种群等方面进行综合研究。

南海夏季风背景下的广州气溶胶光学特性变化特征

ｌ ｕ ＝ ｕ ２ ｏ ｏ — Ｕ ８ ５ ０ ，（ １ ０ ５ ～１ ２ ０。 Ｅ平 均） ｌ ｖ ＝ｖ ２ ｏ ｏ — Ｖ ８ ５ ｏ ，（ １ Ｏ ５—１ ２ ０。 Ｅ平 均） （ １ ） （ ２ ）
［ ２ ９ ］ ，本 文定 义南 海夏 季风 活动 的环 流指 数 为 ：
当 厶和 Ｌ同时小于零 ， 且上下层反号 ， 则满足南
海 夏季 风 活跃 的环 流条件 ，若 １ Ｎ平均的降水距平也大于零且维持 １ 候以上 ， 则定义南海夏季风活跃 。本文同时从环流和对流
角度来 定 义南 海 夏季 风 的活跃 ，可 以更 准确 地描 述南 海夏 季风 的 活动 ［ ３ ０ ］ 。此 外 ，当南海 夏季 风 活 跃 期 间 ，若 ５。 Ｎ 附近 有 明显 的环流 指 数（ 式（ １ ） 和
此 ，本 文利 用 中 国气 象局 广州 番 禺大气 成分 站观
３ 资料分析
３ ． １ ２ ０ ０ ８ 和２ ０ ０ ９ 年 南海 夏季 风活 动特 征及 广 州 气 溶胶 的光 学特 性变 化
图１ ａ 是２ ０ ０ ８ 年南海地区平均降水 的逐 日变
化 ，可 以看 到有 ５ 个 连续 的降水 时段 ，它们 分别 对 应 环 流指 数小 于 零 的 区域 （ 图 １ ｂ ） ，其 中 ５ 月
２ ０ ８
热
带
气
象
学
报
２ ９ 卷
非常重要的。近年来 ，珠江三角洲地区的气溶胶
污 染 日 趋 严 重 ，大 气 透 明 度 越 来 越 差 ，
（ ２ ） ） 极值 中心 ，则定义为南海夏季风显著活跃期。 本文所指的南海 区域为 １ ０ ５ ～１ ２ ０ 。 Ｅ ，５ ～ ２ Ｏ 。 Ｎ， 南海夏季风活跃与否也是针对该区域而言 ，其余

南海典型海区浮游植物吸收光谱特征及遥感反演产品的精度评估

南海典型海区浮游植物吸收光谱特征及遥感反演产品的精度评估赵文静;曹文熙;胡水波;王桂芬;刘振宇;徐敏【摘要】Using remote sensing to accurately estimate phytoplankton absorption coefficient aph(λ) can provide basic data and useful method to distinguish different functions of phytoplankton species for long time and large spatial scale. In this paper, the characteristics of aph(λ) spectral are compared and analyzed in four typical areas of the South China Sea (SCS), east area of Qiongdong (QD), Guangdong Coastal area (GD), and the Pearl River Estuary (PE) by using field data collected during2003-2012.Then, the phytoplankton population structure differences are preliminarily identified. Furthermore, the performances of MODIS-Aqua aph(λ) products derived from the semi-analytical algorithm QAA and empirical algorithm PL by using MODIS-Aqua remote sensing reflectance Rrs(λ) products are compared in the SCS and QD waters based on the relaxed match-ups between MODIS-Aqua products and field data. The results show the differences of aph(λ) spectral features are obvious among the clear water represented by the SCS and QD and turbid waters represented by GD and PE. In the clear waters, the aph(λ) value is small but in a dominant position of particle absorption, while in the GD and PE areas, the aph(λ) value is relatively large but not in a dominant position. The aph(λ) coefficient have obvious spatial differences, and the possible causes are pigment packaging effect and the variation of pigment composition andconcentration. MODIS-Aqua aph(λ) products derived from the empi rical algorithm PL perform better than those from the semi-analytical algorithm QAA. The algorithm QAA-derived aph(λ) products underestimate the results compared to the field data, while the algorithm PL overestimate the results, with the average relative error (APD)less than 22% for both algorithms. There is a great improvement in the accuracy of the PL algorithm by using the Chl-a products derived from the optimized algorithm of OCI (named algorithm NOCI), with the APD less than 14%. In summary, there are strong application prospects to discuss different functions of ocean phytoplankton species by using remote sensing products.%基于遥感手段准确估算浮游植物吸收系数aph(λ), 可为长时间、大尺度范围识别浮游植物功能种群提供有力的数据和方法支撑.利用2003至2012年获取自南海、琼东、广东近岸和珠江口各典型海区的实测aph(λ)数据, 对比分析表层光谱特征, 初步判断浮游植物种群结构差异; 基于MODIS-Aqua二级遥感反射率产品, 分别采用经验算法PL和半分析算法 QAA 对aph(λ)遥感产品进行精度评估.结果表明, 以南海、琼东为代表的清洁海域和以广东沿岸、珠江口为代表的浑浊海域表层aph(λ)光谱差异明显; aph(λ)在清洁海域量值较小但在颗粒物吸收中居于主导, 而在浑浊海域并不占优;浮游植物单位吸收系数aph*(λ)存在明显的空间差异, 色素打包效应以及色素组成是造成差异的可能原因.经验算法 PL较之于半分析算法QAA反演得到的aph(λ)(λ=412, 443, 490)遥感产品精度更高, 平均相对误差APD 小于22%; 采用区域优化算法NOCI获得的Chl-a产品作为输入参数, 算法PL所得的aph(λ)遥感产品APD不超过14%.结果表明, 基于水色遥感产品进行aph(λ)遥感产品精度评估和探讨不同海区浮游植物功能种群具有较强应用前景.【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】10页(P35-44)【关键词】南海;浮游植物吸收系数;光谱特征;遥感产品【作者】赵文静;曹文熙;胡水波;王桂芬;刘振宇;徐敏【作者单位】环境保护部华南环境科学研究所,广东广州 510535;热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所),广东广州 510301;海岸带地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,空间信息智能感知与服务深圳市重点实验室,深圳大学,广东深圳 518060;热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所),广东广州 510301;中南民族大学资环学院,湖北武汉 430074;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州 510535【正文语种】中文【中图分类】P733.3浮游植物在浮游食物网和海洋地球化学循环中发挥非常重要的作用。

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南海颗粒物光学特性与遥感算法研究摘要2011年夏末（8月20日至10月3日），在中国国家科学基金（NSFC）的支持下，在中国南海（SCS）进行了一个海洋观测开放航次，测定了该海域的生物光学和生物地球化学性质。

本研究的重点在于由Hydroscat-6后向散射传感器测量的后向散射特性。

结果显示：1）所有样品中，在510nm处，粒子承担了总的后向散射系数（b b）的大概50%；而表面样品中，颗粒后向散射只占总值的1/3；2）在珠江口区域，海表面的颗粒后向散射系数（b bp）比其他区域高了2倍，相应的后向散射斜率（γb bp）低了大约50%；3）b b与其斜率(γb b)呈幂函数形式的负相关关系(所有值:r2 = 0.663, N=19704；表面值:r2 = 0.827, N=108)；4）表面b bp（510）与颗粒有机碳（POC）浓度呈良好的正相关关系(r2 = 0.81, N=98)，这一结果可以用于卫星遥感POC的南海局地算法；5）此外，当叶绿素浓度-a[Chla]低于0.1 mg m-3时，b bp基本不再变化。

此结果与Behrenfeld等在2005年利用全球遥感数据所得出的结果基本一致。

关键词：南海，光学后向散射，颗粒有机碳，叶绿素a。

AbstractBio-optical and biogeochemical properties of South China Sea (SCS) were measured in an open cruise during late summer 2011 (from 20 Aug. to 3 Oct.), supported by National Science Foundation of China (NSFC). The present study focuses on the backscattering characteristics which were measured by Hydroscat-6 backscattering sensor. Results showed that, 1) at 510nm, for all samples, particle was responsible for ~50% total backscattering coefficients (bb); while for the surface samples, particulate backscattering was only 1/3 in total values; 2) the surface particulate backscattering coefficients (bbp) in the Pear River Estuary (PRE) were twice higher than other areas, and the corresponding backscattering slope (γbbp) was lower about 50%; 3) bb were negatively related to its slope (γbb) by a power function (R2 = 0.663, N=19704 for all values and R2 = 0.827, N=108 for surface ones); 4) A good positive relationship between surface bbp(510) and particulate organic carbon (POC) concentration was found (R2 = 0.81, N=98), which is applicable to satellite-based POC estimate in SCS; 5) In addition, a leveling pattern of bbp when [Chla] lower than 0.1 mg m-3 was firstly recorded in situ, as same as the results obtained by Behrenfeld et al. (2005), based on the global remotely-sensed data.Keywords:South China Sea(SCS), backscattering coefficients(bb), particulate organic carbon (POC), [Chla].目录1.引言 (2)2.材料和方法 (2)2.1研究区域 (2)2.2光学后向散射 (3)2.2.1光学后向散射系数 (3)2.2.2后向散射系数理论基础 (3)2.2.3光学后向散射系数的测定与处理 (4)2.3颗粒有机碳（POC）浓度 (4)2.3.1 POC (4)2.3.2 POC浓度的测定方法 (4)2.3.3 POC误差分析 (5)2.4 叶绿素浓度-a (5)2.4.1叶绿素浓度-a介绍 (5)2.4.2叶绿素浓度-a的测定 (6)2.5后向散射斜率的推导 (6)3．结果与讨论 (6)3.1后向散射光谱 (6)3.2 珠江口（PRE）的光学后向散射 (7)3.3后向散射斜率.......................................v (8)3.4 颗粒有机碳浓度（POC）和后向散射的关系 (10)3.5叶绿素和后向散射的关系 (11)4. 结论 (12)1.引言自然水域中的光后向散射特性的认识和理解对于海洋水色遥感的应用是非常重要的(Mobley, 1994; Maffione, 1997; Stramski et al., 2004)。

卫星遥感是研究大时间尺度和大空间尺度的上层海洋物理动力学及生物地球化学变化的一个极好的工具，同时，传统的观察在相当低的时空分布接近长期欠采样的。

光谱后向散射系数bb(λ),在卫星遥感中起着最为重要的作用，因为它正比于海洋水色的一阶近似，换句话说，空间传感器主要探测海洋表层内的自然光学后向散射(Stramski et al., 2004).此外，在与海洋颗粒悬浮物知识相关的海洋科学中，对于b b及其在自然水域中变化的详细了解是至关重要的，在世界各地的各种各样的水域，前人已做了大量后向散射特性的研究(Stramski et al., 1999; Balch et al., 2001; Stramska et al., 2003; Loisel et al., 2006, 2007; Whitmire et al., 2007; Hout et al., 2008; Dall'Olmo et al., 2009; Gordon et al., 2009; Westberry et al., 2010; Antoine et al., 2011)。

然而，中国南海（SCS）的后向散射研究仍然很少。

中国南海（SCS）位于中国大陆南方，与东海、太平洋、印度洋相连，北邻中国广东省、台湾省、海南省、广西地区壮族自治区，西邻越南、柬埔寨、泰国、马来西亚、新加坡，是东南亚最大的边缘海，平均水深1212m，最大深度超过5000米，是中国最深的海（孙湘平，2008），是热带西太平洋的一部分。

它的气象条件主要受亚洲冬季季风和东印度洋夏季季风期间之间的温度差异的影响。

此外，大量进入南海的河水（珠江和一般地表径流）对于海洋条件也产生显著的影响。

在南海北部，陆架水包括水体的混合物，主要受由珠江径流携带的大量有机和无机物质的影响。

珠江口海域是指受珠江入海口及其径流影响的大片水域，光学性质变化受珠江口径流影响显著，其水体类型丰富。

珠江口区域（PRE）是含有丰富的黄色物质和悬浮物的二类水体区域。

除了沿海水域，深盆地区作为开放的海洋，其水体是很清洁的（一类水体）（高等，2010）。

2011年夏末，在中国国家科学自然基金委的组织下，对于南海进行了一次全面的海洋调查，并且对垂直光谱后向散射系数、叶绿素荧光和POC浓度进行了原始观测。

在这项研究中，得出了中国南海（SCS）的垂直后向散射特性，并进行了分析和讨论。

2．材料和方法2.1研究区域在此次开放航次中（称为“DFH1108”），在“东方红二号”研究船上收集到了从2011年8月20日到10月3日的南海现场数据。

该航次共安排了108个站位，但由于天气恶劣原因，只对其中102个站位进行了后向散射的测量(110-120°E, 11-24°N)。

图1显示了站位图，阴影部分则显示了包括21个站位的珠江口区域（PRE）。

总的来讲，该研究区域涵盖了包括河流径流、沿岸水域到清澈的开放水域在内的多样水域。

同样地，海水的深度变化也较大，从珠江口区域（PRE）的27.8m到南海中心的4348m之间变化。

特别是，在珠江口的所有21个站位都是在很浅的水域（小于100m）。

Pear River EstuarySouth China Sea图1：2011年夏末，中国南海（SCS）的各观测站位地图。

阴影区域代表珠江口区（PRE）的21个站位。

Fig. 1：Station map observed in the South China Sea (SCS), in late summer 2011. 21 stations in the shadow region represents the Pearl River Estuary (PRE) zone.2.2光学后向散射2.2.1光学后向散射系数后向散射系数（ｂｂ）是水色遥感的一个重要基础光学参数，其大小只与水体中各组分的浓度有关，是重要的固有光学量之一。

水体的后向散射系数在光学遥感的海洋学应用方面具有重要作用。

水体后向散射信息由颗粒群密度、粒径以及折射率决定，通过颗粒物后向散射系数即可推导颗粒群的粒度分布和构成等相关信息；另外，其与水体的遥感反射率Ｒ（λ）具有密切联系，只要建立两者的关系模型，便可通过Ｒ（λ）直接反演水体组分，为水色组分浓度的遥感反演奠定了基础。

由此可见，水体后向散射性质对于海洋光学研究、水色组分遥感研究以及海洋生物地球化学研究等均具有重要意义和价值。

2.2.2后向散射系数的理论基础光学后向散射系数理论基础：光学后向散射系数是体散射函数β（θ）散射角（θ）对后向半球的积分，依据积分中值定理，有：。

Ｍｉｅ散射理论是经典的光散射理论之一，也是颗粒物散射和体散射函数研究的重要理论基础之一。

Ｍｉｅ理论为１９０８年德国科学家Ｇ．Ｍｉｅ基于麦克斯韦方程组和边界条件给出的球形颗粒散射的精确解，在此基础上，得出对于等粒径的多颗粒群而言，颗粒群的体散射函数β（θ）可以表示为：，其中：Ｖ为悬浮液体积，Ｎ为等效颗粒数，ｉ（θ）为散射光强。