台风对海洋叶绿素a浓度影响的定量遥感初探

研究台风对海洋水色环境的影响,是目前海洋遥感技术又一应用领域。由于台风期间天气恶劣,遥感资料较少,国际上主要针对个别典型台风,研究其对海表温度、海洋叶绿素a浓度及初级生产力的影响,很少通过遥感资料系统地对这一影响进行定量分析和建模。自2000到2007年,过境中国近海以及西北太平洋海域台风近百次,作者通过系统地分析这期间MODIS,SeaWiFS的3A级叶绿素a浓度数据,结果发现：（1）台风促进了相应海域叶绿素a浓度的大幅增长,总体上平均增长约1.426倍,个别区域在5倍以上,同时,该增长一般延后3~6 d,在7~10 d后恢复到原来的水平 （2）进一步对这些数据进行一元统计线性回归,发现叶绿素a浓度增长比（Rchl-a）与台风影响因子（Tw）满足如下关系：Rchl-a=0.0012Tw＋1.017,其相关系数达0.8 （3）台风期间叶绿素a浓度与无台风时叶绿素a浓度之间有很强的线性关系,其关系满足：Cchl-a=1.2367C0chl-a＋0.0636,且相关系数高达0.98。这一初步研究结果对进一步通过遥感手段深入研究台风对海洋水色环境的影响有借鉴意义。

基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。

台风对海洋叶绿素a浓度影响的延迟效应

利用MODIS、SeaWiFS 3A资料详细分析了2000—2006年间西北太平洋海域主要台风对叶绿素a浓度的影响。结果发现,台风可导致叶绿素a浓度最大增长平均值为2.385倍,个别最高达10倍以上,且增长到最大值平均延迟5.94d;同时叶绿素a浓度最大值与无台风时叶绿素a浓度具有线性相关性,相关系数达0.889;叶绿素a浓度与相应的海域平均海水深度具有负的乘幂关系,其相关系数是0.87;台风后叶绿素a浓度的最大增长量与相应海域海水平均深度也呈负乘幂关系,其相关性略低于前者,相关系数为0.75。

雷州半岛近海水质环境关键因子时空变化与评价

利用2008-2011 年共6 个航次调查数据,对雷州半岛近岸海域关键水质环境因子进行时空分析,并采用富营养指数法对该海域水质环境进行了评价,结果表明：该海域近几年COD、PO4-P、NO2-N、NO3-N、NH4-N、石油类、叶绿素浓度等关键水质因子的均值变化范围分别为0.61 - 1.71 mg/L、0.01 - 0.04 mg/L、0.004 - 0.05 mg/L、0.05 - 0.21 mg/L、0.02 - 0.20 mg/L、0.01 - 0.60 mg/L、1.16 - 3.17 μg/L.该海域COD、石油类污染程度较低,而PO4-P、无机氮污染程度高、污染风险大.半岛东部海域污染程度高于西部海域,尤其是湛江港、雷州湾及半岛东北海域呈高富营养化水平.

台风对中国东南海域叶绿素a浓度影响的遥感研究

通过对台风过境前后近一个月的MODIS卫星3A级叶绿素a浓度及海表温度数据的比较与分析，发现海表温度。海表叶绿素a浓度均受到较大的影响，其中海表温度平均下降2-3℃，最高下降近10℃；同时叶绿素a浓度在湛江、阳江海域升高约1．43倍，在东海海域平均升高2．44倍，最高可达9．75倍，并且叶绿素a浓度增长有一个约3-5d的延迟效应。由此可见，利用卫星遥感资料监测台风对海洋叶绿素a浓度、海表表温度等环境参数的变化有应用前景。

海洋遥感L3A数据的优化行程及其组合无损压缩算法研究

在比较研究常见的多种无损压缩算法的基础上,进一步研究了符合遥感应用的压缩技术。结合海洋遥感L3A数据产品的特点,提出了一种基于优化行程编码的无损压缩算法以及该算法与哈夫曼编码相结合的组合压缩算法,可应用于MODIS、NOAA、HY等国内外多种卫星的L3级原始数据文件的压缩。通过9种无损压缩算法的对比实验,结果表明,该算法与其它通用的压缩方法或工具相比,具有最小的时空积,即在压缩时间和空间上具一定的综合优势,且更加高效地传输、存储和共享海量的卫星遥感图像或数据。

水下光谱吸收衰减仪(ac-s)的使用与数据处理技术

水色遥感的半分析模式是建立在对海洋水体固有光学量的测量数据基础之上,这一数据测量主要用的仪器就是光谱吸收衰减仪(ac-s)。根据2006年在东海开展夏季与冬季两个航次的调查情况,介绍了ac-s的软硬件安装、测试、定标技术,详述了仪器清洁、干燥、维护保养等基本方法,针对实测中的注意事项与出现的一些问题作了分析讨论,并介绍了实测结果的数据校正与分析方法,以期对应用这一仪器进行海上实测、深入研究中国近岸二类水体的性质以帮助。

基于航空高光谱数据的近岸水体信息提取

近岸水体与人类生产、生活密切相关,航空高光谱遥感以其高分辨率、灵活等优点在环境监测中颇具潜力,尤其是在近岸水色、海岸带环境的实时监测中更具优势。基于与中国海监南海航空支队合作开展的航空高光谱遥感飞行实验资料,以湛江东海岛陆海区域为例,开展该海域水体遥感信息提取及分类研究。以不同地物遥感反射率信息为特征,通过光谱信息直方图进行了该海域水体信息提取方法探索。研究结果表明,湛江港及近海水体与陆地在近红外区域有较大区分度,直方图统计获得的最佳分离阈值可以很好地提取水体信息,但在水陆交界区域提取精度较低。在近红909.7 nm处,遥感反射率分割阈值为10.27%,水体提取精度为84%,kappa系数为0.686 2。

卫星海洋遥感数据的无损压缩及解压算法

在分析卫星海洋遥感单轨三级数据产品特征的基础上,针对游程编码无损压缩算法特征,提出了优化游程编码压缩算法,运用该算法实现了海洋遥感三级数据产品的无损压缩,并与流行的WinRAR压缩软件进行了比较测试,结果表明上述算法对海洋遥感数据均有较高的压缩率,优化游程编码压缩算法在空间复杂度及时间复杂度上均有明显的比较优势,可极大节约海洋遥感数据的存储与共享发布空间。

“百合”台风对海表温度及水色环境影响的遥感分析

利用SeaWiFS及NOAA卫星资料，基于均值合成算法，分析了“百合”台风对海表温度（SST）、海表叶绿素a浓度及海水透明度的影响，结果表明，整个研究海域（22°～30°N、121°～131°E）的平均SST从台风前的25．48℃下降到22．45℃，平均下降幅度为12．95％。在台风盘旋的中心区域（26°～28°N、123°～127°E），SST平均下降了5．40℃，下降幅度达21．20％，SST下降最大的是9月14日，整个研究海域平均SST仅为13．48℃。整个研究海域海表叶绿素“浓度在台风期间有较大的增加，从台风前的0．425mg／m^3（平均值）上升到0．537mg／m^3，平均增长26．35％。除浙江近海外，台风核心区域海表叶绿素a浓度增幅最大，达1．695倍，表明台风风力越强，台风停留时间越长，对海表叶绿素a浓度增加的贡献就越大。这一增加有利于海洋生物的生长，有利于提高初级生产力和改善海洋生态环境。在“百合”台风期间，海水透明度却有一定程度的降低，从台风前的16．84m（平均值）下降至台风后的12．67m，平均降幅为24．76％，降幅最大的是24°～26°N、125°～127°E区块，平均下降了7．96m，降幅高达47．6％；总体上台风核心区域南部的海水透明度降幅大于区域北部，台风核心区域东南部的海表叶绿素a浓度增幅大于区域东北部。同时，对整个研究海域分割成2°×2°大小的区块，以每个区块的海表叶绿素“浓度、SST和海水透明度的均值代表该区块的值，对台风前、后海表叶绿素a浓度、SST和海水透明度的变化进行相关性分析，发现海表叶绿素“浓度的变化与SST和海水透明度均呈负相关性，且台风期间海表叶绿素a浓度增加的百分比与相应区块海水透明度下降的百分比之间的相关系数达0．821。

海洋遥感数据的矩阵重构优化行程——哈夫曼编码无损压缩

在经典的行程编码压缩算法基础上,根据海洋遥感数据取值范围以及空间上相邻其值更易趋同的特点,提出了矩阵重构优化行程编码算法,并与哈夫曼编码算法相结合,实现了海洋遥感数据的高效压缩。经大量的海洋水色、水温遥感数据测试表明,该算法较常规的三元组、行程编码、LZW、单纯的哈夫曼编码压缩算法以及流行工具WinRAR相比,均具有更高的压缩效率和优势,可极大地节约海洋遥感数据的存储与共享空间,提高相关数据的网络传输发布效率及安全可靠性。

GIS中矢量图形的结构分析与VC++中的实现

简要讨论了GIS各类矢量图形元素间的空间拓朴结构及基位置关系 ,并用VC ++6 . 0及MFC具体分析了圆弧与多边形区域的相交关系及实现。为利用VC开发专用图形软件提供了有用帮助。

局域网出口检测系统中数据包捕获分析与实现

简要分析了SNNIFER原理及Web文件结构,并就局域网出口检测系统中信息安全及数据捕获给出了相关讨论,同时从全信息的角度提出了信息检索与分析的思想,望能提供参考与借鉴.

海洋遥感产品无损压缩平台的设计与实现

基于面向对象程序的设计思想,设计并实现了海洋遥感产品的多种无损压缩算法软件,剖析了算法类的设计、界面层-控制层-业务层的设计、界面逻辑设计及功能设计和实现等关键技术,阐述了该系统具有的界面简捷、逻辑结构清晰、功能容易扩展等优点,本设计可为海量的卫星海洋遥感数据接收、处理、存储及发布平台提供支持。

逐步判别分析法在海洋水质评价中的应用

针对粤西海域海洋水质评价这一问题,依照GB 3097—1997《国家海水水质标准》建立一个由400个站位组成、每个站位包含13个水质指标信息的假设随机样本,利用逐步判别分析法,在随机样本的13个水质指标中按其对水质分类判别能力的大小进行筛选,最终选出化学需氧量、石油类、镉、总磷、总氮这5个具有显著判别能力的指标,并利用这5个指标建立判别函数及水质分类图版,进而克服水质指标数据引入过多对水质评价模型的不利影响。利用上述水质分类图版对粤西海域2010年40个站位的水质状况进行了评价,对比海洋与渔业环境监测站的水质分类结果,其正确率为95%,说明该水质分类图版具有良好的实际应用效果,可作为解决利用多水质指标信息综合评价海洋水质这一问题的有效方法。

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

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。

超强台风“威马逊”对南海西北海域海洋环境的影响

2014年第9号超强台风"威马逊"(1409)过境南海并穿越琼州海峡进入北部湾,给海南、广东和广西造成了严重损失,并对南海西北海域海洋动力与生态环境产生了重要的影响。文章利用卫星遥感水色水温及风场数据,分析了台风前后海表温度、悬浮泥沙浓度、叶绿素浓度、初级生产力及上升流分布特征与变化。研究结果表明:超强台风"威马逊"诱发了强烈的混合夹卷和上升流,并加强了季节性上升流;海表温度最大降幅近2℃,相对台风路径呈显著的"右偏性",而台风引起的强降水却具强烈的"左偏性";台风后悬浮泥沙浓度平均升高51.4%,叶绿素浓度增幅达28%,且最大浓度有3d的延迟,初级生产力增加34%;上层水体混合加剧,混合层深度平均增长近10.4m。

上海市PM(10)浓度四季遥感模型研究

通过分析2001—2012年上海市PM_(10)浓度(由API(Air Pollution Index)转化得到)的变化规律,构建了上海市PM_(10)浓度的遥感反演模型。结果表明:1)上海市PM_(10)浓度存在季节性变化,应分别建立遥感反演模型。2)分析MODIS气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)产品与PM_(10)浓度之间的相关性发现,AOD须经过垂直和湿度订正才可与PM_(10)建立较好的关系。3)结合垂直和湿度订正分别建立的上海市PM_(10)浓度春夏秋冬四季的遥感反演模型均通过了拟合度检验,其中春季模型采用指数函数、夏季和秋季模型采用二次多项式函数、冬季采用幂函数、全年采用二次多项式函数,利用此四季模型反演上海市PM_(10)浓度具有较高的可信度。

防欺诈的动态(t,n)门限多秘密共享方案

现有的门限多秘密共享方案中,存在着参与者的秘密份额由秘密分发者生成,以及增加或删除成员时,系统需重新给所有参与者分配秘密份额等安全缺陷。为了解决此问题,在基于离散对数难题和拉格朗日插值公式,提出了一个可动态调整门限值的(t,n)多秘密分享方案。提出的方案具有如下主要特点:1)参与者的秘密份额由自己选取,且秘密分发者不知道任何参与者的秘密份额;2)秘密分发者与参与者之间不需建立安全信道;3)对于不同的共享秘密,秘密分发者可根据秘密的重要性,动态地调整恢复该秘密的门限值;4)可高效地增加或删除成员,无需更改其它成员的秘密份额。此外,方案还能有效地检测和识别成员的欺骗行为,因而具有较高的安全性和实用性。

基于FY-3A的湛江湾及其邻近海域叶绿素a遥感监测研究

叶绿素a质量浓度是水体水环境一个重要指标。本文结合实测的叶绿素a质量浓度、水体的光谱数据和FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据,研究利用FY-3A遥感监测湛江湾及其邻近海域叶绿素a质量浓度的可行性。研究结果表明,湛江湾海域大部水体接近一类水体,二类水体主要集中在湛江港附近的狭小封闭海域;OC4算法可以用于湛江湾海域的叶绿素a质量浓度的遥感监测,实测叶绿素a质量浓度与反演的叶绿素a质量浓度具有较好的相关性,相关系数R达到0.7以上;FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据可以较好地反映湛江湾海域叶绿素a质量浓度的空间分布。