基于HICO模拟数据的杭州湾水体悬浮物浓度遥感反演

ZHAN Weikang1,2, WU Jie1,2, WEI Xing1, TANG Shilin1, ZHAN Haigang1
1. State Key Laboratory of Tropical Oceanography (South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences), Guangzhou 510301, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract: Suspended sediment concentration (SSC) in the Pearl River Estuary (PRE) during 2003-2015 was studied based on Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Level-1B product and in-situ measurements. The data were further used to analyze quantile trends and corresponding influence factors. The results showed that the SSC in the PRE displayed a decreasing trend, with an averaged SSC reduction rate of about1.03 mg·L–1·yr–1. The SSC in the regions near the river outlets and northeast part of the estuary suffered from much stronger decreases, which could be up to 4.0 mg·L–1·yr–1 during 2003-2015. Decreasing rate in high SSC were generally larger than those in low SSC, with a marked spatial difference. Low percentile of the SSC suffered from a stronger decline in the regions north of Qiao Island, with an increase in the variance of

三峡工程蓄水前后长江中游悬浮物遥感反演的开题
报告
一、研究背景
长江是中国内陆第一大河流，长江中游地区是长江经济带的重要组成部分。

三峡工程是中国现代史上规模最大的水利工程，对长江中游生态环境的影响备受关注。

其中，蓄水后悬浮物浓度增加是其影响之一。

悬浮物的数量和质量对水生生物、水体生态系统以及水利工程的运行稳定性都有着重要的影响。

因此，对长江中游地区悬浮物浓度的遥感反演研究具有科学意义和实际意义。

二、研究目的
本文旨在利用MODIS卫星数据对三峡工程蓄水前后长江中游悬浮物进行遥感反演，并分析反演结果的空间分布规律和与实测值的差异，以期为长江中游生态环境监测提供科学依据。

三、研究内容及方法
（1）研究内容
本研究将利用MODIS卫星数据对三峡工程蓄水前后长江中游悬浮物进行遥感反演，并分析反演结果的空间分布规律和与实测值的差异。

（2）研究方法
1.数据获取和处理
获取2000年至2019年的MODIS卫星数据，包括250米分辨率的MODIS反射率数据和1千米分辨率的MODIS气溶胶光学厚度数据，并对数据进行预处理。

2.悬浮物反演算法
利用MODIS反射率数据计算水体表面反照率和大气反射率，利用MODIS气溶胶光学厚度数据计算大气吸收、散射的比例，建立悬浮物反演模型，反演长江中游悬浮物浓度。

3.分析反演结果
利用统计学方法分析反演结果的空间分布规律，与实测值进行对比分析，评估反演算法的准确性和可靠性。

四、研究意义
本研究可以为长江中游生态环境监测提供科学依据，也可以为水利工程管理和调控提供参考。

悬浮物反演算法的研究还可以为其他水体的悬浮物遥感监测提供基础。

第３ ５卷
第 ４期
应 用 海 洋 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｏｃ ｅ ａ ｎ Ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ
Ｖｏ Ｉ ．３ ５．Ｎｏ ． ４ ＮＯ Ｖ ．， ２ ０１ ６
２ ０ １ ６年 １ １ 月
基于 Ｇ Ｆ — ＷＦ Ｖ的厦 门海域 水 体 悬 浮 物 浓 度反 演
粒 物 的分布 形 态改 变 了水 下 光 的再 分 布 ， 进 而 影 响
光合生物的光合 作用 引． 水体 中悬 浮颗粒物 质量
浓 度是 水 色遥感 反 演 的主 要 水 环 境 参 数 之 一 ， 由于 水 中悬 浮颗 粒 物具 有 显 著 的光 谱 特 征 ， 所 以水 中悬
浮 颗粒 物成 为许 多 国 内外学 者最 早利 用遥 感 技术 开
部 分反演 算法 主要利 用 了水体 中悬浮 颗粒 物在 不 同 遥感 波 谱范 围 的波谱 反射 差 异这 一共 同的特 性 ． Ｇ ｉ —
ｔ ｅ ｌ ｓ ｏ ｎ （ １ ９ ９ ３ ） 通 过实 验 研 究 发现 波 段 范 围 ５ ０ ０～６ ０ ０
小、 质量浓度等 的影响¨ Ｊ ， 而且 由于水体 中悬 浮颗
段 范 围的水 与大气 的辐 射传 输模 型差 异对 水质 反演 过程 进行 辅 以大 气校 正 ， 利用 不 同谱 段 范 围 的水 体 表 面反 射率 比值 概念模 型计 算 了水体 悬浮 颗粒 物质 量浓 度 ； 烟贯 发 等 （ ２ ０ １ ４ ） 将 机 器 学 习和 全 局优 化
合， 并创 建 了基 于 Ｇ Ｆ — ＷＦ Ｖ拟 合 波段 的 悬浮颗 粒物 浓度 经验 反 演 算 法． 通 过研 究发 现 拟合 （ Ｒ ｎ ３＋ Ｒ ４ ） ／ Ｒ ｒ ｓ ２ （ 其中 Ｒ ｍｌ 、 Ｒ ｒ ｓ ２ 、 Ｒ ｎ ３ 、 尺 ４分 别是 Ｇ Ｆ ． ＷＦ Ｖ第 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４波段 的遥感反 射 率 ） 同 实测 水体

金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟蒯宇;陶建峰;康彦彦【摘要】Based on the data from the GOCI(Geostationary Ocean Color Imager), three different remote sensing models were compared and the neural network model with a relative higher accuracy was chosen to interpret the SSC (Suspended Sediment Concentration) field during the spring tide in June 2015. A 2D tidal current and suspended sediment model was adopted to carry out numerical simulation of suspended sediment movement during the same period. Comparison results between the remote sensing interpretation and the numerical model show that the SSC is higher in the north part of the Jintang Channel than it in the south part, and it has a periodic characteristic that the SSC increases during the flood period and decreases during the ebb tide. The remote sensing results and deduced numerical model results are relatively similar in both water surface SSC distribution and magnitude, which provides a method for areas with large horizontal scales lacking SSC data.%基于GOCI遥感数据,通过三种遥感模型的比较,选择了精度较高的神经网络模型,对2015年6月大潮时期的悬沙场进行解译,并建立了二维潮流泥沙数学模型对同时段的悬沙场进行了模拟.比较遥感解译与数模的结果得到:金塘水道悬沙场呈现北高南低的分布特征,时间上具有明显的周期性,涨潮时悬沙量逐渐减小,落潮时逐渐增大;遥感解译与数模模拟推算得到的水体表面的悬沙场在分布趋势和量值上较为一致,为大范围水域缺少泥沙分布资料的情况提供了一种可借鉴的研究方法.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】7页(P228-234)【关键词】金塘水道;遥感解译;数值模拟;悬沙输移【作者】蒯宇;陶建峰;康彦彦【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P748;O242.1金塘水道是一条由潮流长期冲蚀作用形成的峡道型潮汐通道[1]，是连接杭州湾南岸海域与外海的潮汐通道之一（图1）。