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基于多源遥感数据的“交响乐”轮溢油污染监测
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作者 赵崴 王利锋 +5 位作者 牛生丽 吕航 宋舒娴 焦俊男 宋庆君 陆应诚 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期109-119,共11页
溢油是海洋生态环境监测的重点对象。合成孔径雷达、光学遥感与热红外遥感等卫星技术开展海洋溢油监测的机理已得到阐明,发挥多源遥感的技术特点和应用优势,实现海洋溢油的精准监测与量化评估,为海洋环境保护提供重要的技术支撑。2021年... 溢油是海洋生态环境监测的重点对象。合成孔径雷达、光学遥感与热红外遥感等卫星技术开展海洋溢油监测的机理已得到阐明,发挥多源遥感的技术特点和应用优势,实现海洋溢油的精准监测与量化评估,为海洋环境保护提供重要的技术支撑。2021年4月27日巴拿马籍“义海”轮与利比亚籍“交响乐”轮在青岛外海发生碰撞,导致约9400t船载货油泄漏入海。本文利用多源卫星遥感数据,监测并分析了该事故海域的溢油污染覆盖状况及其乳化溢油分布特征。基于溢油多源遥感响应机理与响应特征,优化了多源卫星遥感数据的处理流程,实现了溢油覆盖区域的识别与多种溢油污染类型的分类。结果表明:2021年5月1日至5月22日,“交响乐”轮溢油污染事件累积溢油像元覆盖面积为2368.7 km^(2),其中乳化溢油像元覆盖面积为1019.3 km^(2),乳化油面积占比达43.0%,单日最大溢油像元面积达734km^(2);多源遥感监测结果可以互为验证,光学遥感更具备识别不同溢油污染的能力,其中乳化溢油代表了污染危害的关键所在,从而提高了海洋溢油污染的监测评估精度,为溢油污染事件的危害评估与精细化监测提供可靠的技术与方法参考。 展开更多
关键词 海洋溢油 乳化溢油 多源遥感 “交响乐”轮 光学遥感 热红外遥感
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秋季太湖悬浮物高光谱估算模型 被引量:22
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作者 宋庆君 马荣华 +1 位作者 唐军武 王晓梅 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期196-202,共7页
2004年10月,在太湖设置67个采样点,现场测量了水体遥感反射比、后向散射系数和辅助参数,实验室分析了水体的悬浮物浓度和水色要素吸收系数.本文在对遥感反射比光谱分析的基础上,比较了几种水体遥感反射比光谱估算悬浮物浓度的方法,结果... 2004年10月,在太湖设置67个采样点,现场测量了水体遥感反射比、后向散射系数和辅助参数,实验室分析了水体的悬浮物浓度和水色要素吸收系数.本文在对遥感反射比光谱分析的基础上,比较了几种水体遥感反射比光谱估算悬浮物浓度的方法,结果发现广泛应用的带比值项的算法,虽然可以应用于太湖总悬浮物浓度估算,但是普遍存在相对误差较高的弱点.通过对光谱的分析,确定了750nm单波段算法的参数,并提出了利用近红外812nm波峰高度来估算水体悬浮物的方法.文中还详细阐述了为什么比值算法等在太湖水体悬浮物浓度估算中相对误差比较高,并解释了利用近红外估算精度高的原因,并指明以上算法在遥感应用中的优点和不足,以及现实水体(水质)遥感对现有遥感器配置和遥感算法的需求. 展开更多
关键词 遥感反射率 总悬浮物 太湖
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水中石油类含量对后向散射系数光谱的影响 被引量:11
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作者 宋庆君 黄妙芬 +1 位作者 唐军武 王晓梅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2438-2442,共5页
根据2008年5月和2009年8月在辽宁省盘锦市石油类污染水体配比试验和现场试验获取的光学特性数据及生物化学特性数据,分析了石油类含量和后向散射系数数据的关系。结果表明:河口区的后向散射系数幂律指数遵循随着悬浮物浓度增加而减小... 根据2008年5月和2009年8月在辽宁省盘锦市石油类污染水体配比试验和现场试验获取的光学特性数据及生物化学特性数据,分析了石油类含量和后向散射系数数据的关系。结果表明:河口区的后向散射系数幂律指数遵循随着悬浮物浓度增加而减小的对数变化规律;440~856 nm波长范围内单位后向散射系数在0.006~0.035 m2g-1之间,并且随波长增加而减小;石油类含量对后向散射系数的影响集中反映在石油类单位后向散射系数(单位石油类含量的后向散射系数)上,石油类单位后向散射系数与石油类含量呈乘幂变化规律,且随波长的增加而减小;石油类含量对后向散射系数幂律指数影响小。 展开更多
关键词 海洋光学 固有光学特性 后向散射系数 石油类含量
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黄海、东海海区水体散射特性研究 被引量:67
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作者 宋庆君 唐军武 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期56-63,共8页
半分析模型是水色遥感反演算法的研究热点,而水体后向散射系数对建立半分析水色反演模型是非常重要的参数.通过对黄海、东海海区的水体固有光学量测量数据进行分析,得到水体总后向散射系数与水体总散射系数的关系为乘幂关系,颗粒物后向... 半分析模型是水色遥感反演算法的研究热点,而水体后向散射系数对建立半分析水色反演模型是非常重要的参数.通过对黄海、东海海区的水体固有光学量测量数据进行分析,得到水体总后向散射系数与水体总散射系数的关系为乘幂关系,颗粒物后向散射系数随光谱变化的指数在高低浑浊度水体有很大差异,并初步得到黄海、东海海区水体的后向散射系数与总悬浮物浓度的关系,从而为水色半分析模型建立和水光学辐射计算提供一组散射特性模型. 展开更多
关键词 固有光学量 散射系数 后向散射系数
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水体石油类含量测量方法进展 被引量:6
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作者 宋庆君 黄妙芬 +1 位作者 刘岩 孙继昌 《海洋技术》 北大核心 2012年第2期81-85,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 水体石油类 测量仪器 遥感反演 中红外 验证方案
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水体后向散射系数校正方法研究 被引量:10
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作者 宋庆君 唐军武 马荣华 《海洋技术》 2008年第1期48-52,共5页
后向散射系数是水色反演半分析模型的重要参数,后向散射系数的测量与分析是固有光学测量与分析的重要组成部分。为了更准确的获得后向散射系数数据,根据不同的实际测量情况提出了两种后向散射系数数据的校正方法,即利用散射与后向散射... 后向散射系数是水色反演半分析模型的重要参数,后向散射系数的测量与分析是固有光学测量与分析的重要组成部分。为了更准确的获得后向散射系数数据,根据不同的实际测量情况提出了两种后向散射系数数据的校正方法,即利用散射与后向散射系数模型计算的散射系数替代法和实测数据替代法。结果表明这两种方法在比传统的数据校正方法有明显的优势,是一种符合水体剖面固有光学特性规律的数据校正方法。 展开更多
关键词 水色遥感 固有光学参数 后向散射系数 校正
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水体光谱测量与分析Ⅰ:水面以上测量法 被引量:238
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作者 唐军武 田国良 +2 位作者 汪小勇 王晓梅 宋庆君 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期37-44,共8页
水色遥感的基础之一是水体光谱特征测量与分析。水体光谱特性包括两个方面 :表观光学特性(AOPs)和固有光学特征 (IOPs)。该文主要讨论与水色遥感基本参数直接相关的表观光学量的测量与分析。现场表观光谱的测量从方法上可分为两类 :剖... 水色遥感的基础之一是水体光谱特征测量与分析。水体光谱特性包括两个方面 :表观光学特性(AOPs)和固有光学特征 (IOPs)。该文主要讨论与水色遥感基本参数直接相关的表观光学量的测量与分析。现场表观光谱的测量从方法上可分为两类 :剖面测量法和水表面以上测量法。两种方法相对独立 ,适用范围上具有互补性。该文主要针对水面以上测量法进行讨论。水色遥感一般要求表观光谱特性的测量必须能够导出离水辐射率LW、归一化离水辐射率LWN、遥感反射率Rrs、和刚好处于水面以下 0 -深度的辐照度比R等。国际上有关水色的测量规范中 ,仅有针对大洋一类水体的。中国的近岸水体和湖水绝大部分是二类水体 ,因此该文也将对二类水体光谱测量的有关参数化问题进行讨论。同时 ,对数据分析处理中的一些关键参数的确定 。 展开更多
关键词 水体光谱 光谱测量 水色遥感 数据处理
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黄、东海二类水体水色要素的统计反演模式 被引量:30
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作者 唐军武 王晓梅 +4 位作者 宋庆君 李铜基 黄海军 任敬萍 简伟军 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B10期1-7,共7页
根据高质量的现场实测数据,借鉴Tassan模式,得到了中国黄、东海近岸二类水体水色要素统计反演模式,填补了中国近岸二类水体水色遥感三要素反演模式的空白。现场测量数据的反演与实测的平均相对误差分别为:Chl—a36%~45%,总悬浮... 根据高质量的现场实测数据,借鉴Tassan模式,得到了中国黄、东海近岸二类水体水色要素统计反演模式,填补了中国近岸二类水体水色遥感三要素反演模式的空白。现场测量数据的反演与实测的平均相对误差分别为:Chl—a36%~45%,总悬浮物浓度20%~30%,黄色物质约为20%。对该三要素统计模式对遥感反射率误差的敏感性进行了分析。模式比较表明,中国黄、东海长江口近岸水体的模型,特别是高浑浊度水体区域,与国际其他水体的模型参数有较大的差异。 展开更多
关键词 水色遥感反演模式 二类水体模式 统计算法
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应用CDOM光学特性估算水体COD--以辽宁省盘锦市双台子河和辽东湾为例 被引量:14
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作者 黄妙芬 宋庆君 +4 位作者 毛志华 邢旭峰 白贞爱 古平 赵祖龙 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期47-54,共8页
有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在水色遥感中,其光学特性主要以440 nm处的吸收系数和光谱斜率来表征,利用这些光学特性进行水环境要素遥感反演具有较广泛的应用前景。化... 有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在水色遥感中,其光学特性主要以440 nm处的吸收系数和光谱斜率来表征,利用这些光学特性进行水环境要素遥感反演具有较广泛的应用前景。化学需氧量(chemical oxygen de-mand,COD)是指以化学方法(锰法和铬法)测量水样中需被氧化的还原性物质的量,而水体中的还原性物质主要以有机物为主,因此COD是反映水体中有机污染程度的一个重要参数。根据2008年5月和2009年8月在辽宁省盘锦市境内双台子河和入海口获取的CDOM吸收系数和水体表观光谱数据,结合现场COD分析数据,首先对COD与水体CDOM吸收系数进行相关性分析,结果表明有机污染物对水体吸收系数的影响主要体现在黄色物质吸收系数的光谱特性上;其次,确定表征有机污染水体CDOM吸收光谱特性指数模型的光谱斜率S;第三,针对环境一号卫星(HJ-1)/CCD传感器,建立利用其第一波段和第三波段遥感反射比反演表征CDOM浓度在440 nm处的CDOM光吸收系数ag(440)的模式;第四,建立应用CDOM光学特性估算水体COD的遥感模式;最后将模式应用于辽东湾,获取河流和近岸水体COD空间分布专题图。 展开更多
关键词 CDOM 光学特性 HJ-1/CCD 化学需氧量COD 遥感模式
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黄海、东海水体总吸收系数光谱特性及其统计反演模式研究 被引量:19
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作者 王晓梅 唐军武 +2 位作者 宋庆君 丁静 马超飞 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期256-263,共8页
利用现场实测的表观光学量和固有光学量数据,得到了我国黄海、东海近岸二类水体多个波段的总吸收系数的统计反演模式。此反演模式采用412/555、490/555两个波段遥感反射比比值的二项式,得到波长412、440、488、510、532、555nm处的总吸... 利用现场实测的表观光学量和固有光学量数据,得到了我国黄海、东海近岸二类水体多个波段的总吸收系数的统计反演模式。此反演模式采用412/555、490/555两个波段遥感反射比比值的二项式,得到波长412、440、488、510、532、555nm处的总吸收系数,其反演值和实测值的平均相对误差不大于25.8%,相关系数R2达到了0.75到0.85。水体总吸收系数几种统计模型的误差敏感性分析表明,反演模式对±5%的遥感反射比输入误差导致结果增加误差最大为24.0%,因此反演模式是可用的。同时给出了412、488、510、532、555nm各波段的总吸收系数同波段440nm的总吸收系数之间的关系。结果表明,在400—600nm波段范围内,每一个波段的总吸收系数与440nm波段的总吸收系数的相关性均较高,相关系数R2都超过了0.99。通过对拟合直线的斜率与波长进行回归,得到斜率和波长的关系,其相关系数R2为0.99,这样利用本文中建立的各波段总吸收系数关系模型,可以从一个已知波段的总吸收系数反演出任何另外一个波段的总吸收系数,这就在水色反演与应用中大大减少了未知因子的个数。 展开更多
关键词 二类水体 总吸收系数 统计反演模型
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石油类污染水体后向散射特性分析——以辽宁省盘锦市双台子河和绕阳河为例 被引量:14
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作者 黄妙芬 宋庆君 +1 位作者 唐军武 王晓梅 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期12-20,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 后向散射特性 水体后向散射模型 悬浮物浓度 石油类污染 后向散射系数
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太湖水体的后向散射概率 被引量:19
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作者 马荣华 宋庆君 +1 位作者 李国砚 潘德炉 《湖泊科学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期375-379,共5页
假设2004年10月太湖水体的吸收系数和遥感反射比的测量误差为0,利用生物光学模型,通过优化算法,在光学深水区模拟获得水体的后向散射系数,然后通过后向散射概率和颗粒物后向散射系数之间的定量关系,获得水体中可能真实的颗粒物后向散射... 假设2004年10月太湖水体的吸收系数和遥感反射比的测量误差为0,利用生物光学模型,通过优化算法,在光学深水区模拟获得水体的后向散射系数,然后通过后向散射概率和颗粒物后向散射系数之间的定量关系,获得水体中可能真实的颗粒物后向散射概率.结果表明,太湖水体的颗粒物后向散射概率不是一个定值,可以表示为波长的二次函数,在442、488、532、589、676和852nm处分别为0.017、0.017、0.027、0.033、0.054和0.094,均值为0.041,标准偏差为0.030. 展开更多
关键词 后向散射概率 后向散射系数 颗粒物质 太湖
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中国近岸浑浊水体大气修正的迭代与优化算法 被引量:10
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作者 丁静 唐军武 +1 位作者 宋庆君 王晓梅 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期732-741,共10页
中国近岸水体泥沙含量较高,且变化梯度大;泥沙浓度可从几千mg/l变化到1mg/l以下。针对上述浑浊二类水体的大气修正一直是水色遥感应用的难点之一。利用水体近红外固有光学特性的Arnone光谱迭代算法在泥沙含量较低时适用,其近红外光谱迭... 中国近岸水体泥沙含量较高,且变化梯度大;泥沙浓度可从几千mg/l变化到1mg/l以下。针对上述浑浊二类水体的大气修正一直是水色遥感应用的难点之一。利用水体近红外固有光学特性的Arnone光谱迭代算法在泥沙含量较低时适用,其近红外光谱迭代关系与根据2003年春季黄东海水色试验数据得出的现场光谱关系大致相当。当泥沙含量达到某一程度时,该算法失效,导致蓝光等较短波段的离水辐亮度为负。根据现场数据分析结果,这一分界点大概在泥沙浓度10—20mg/l。因此,本文首次提出将中国近岸浑浊水体进一步区分为中低和中高浑浊水体,并给出初步的划分标准,采用光谱优化方法对中高浑浊水体进行水色大气修正。优化误差函数的选取以现场试验获取的可见光波段光谱关系式为基础。结果表明,优化算法在近岸高浑浊水体可给出满足光谱分布规律的反演结果。与其他大气校正方法一样,优化方法也需要进一步的微调。将Gordon标准算法、Arnone光谱迭代和优化方法结合,对SeaW iFS图像进行处理,分别得出归一化离水辐亮度和总悬浮物(TSM)浓度分布图像,结果令人满意。 展开更多
关键词 大气修正 水体浑浊度 泥沙浓度 光谱迭代 优化
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HY-1A卫星COCTS数据条带消除的两种定量化方法比较 被引量:9
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作者 牛生丽 唐军武 +2 位作者 蒋兴伟 郭茂华 宋庆君 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期860-867,共8页
HY-1A卫星是中国第一颗海洋遥感卫星,水色水温扫描仪(COCTS)是其主要探测器。由于各探测单元的信号响应特性不同,导致COCTS数据含有大量条带噪声。这严重影响了图像的质量和可视性,对资料的定量化应用也是十分不利的。为了解决这个问题... HY-1A卫星是中国第一颗海洋遥感卫星,水色水温扫描仪(COCTS)是其主要探测器。由于各探测单元的信号响应特性不同,导致COCTS数据含有大量条带噪声。这严重影响了图像的质量和可视性,对资料的定量化应用也是十分不利的。为了解决这个问题,本研究采用矩匹配及直方图匹配法,对COCTS数据进行条带消除。结果表明,两种方法都是有效的,能够在消除条带的同时保持数据原有的物理意义,并避免细节特征的丢失。但是从整体效果看,直方图匹配法更好一些。本研究的结果同样适用于其他以并扫方式获取数据的遥感器的条带消除。 展开更多
关键词 探测器响应差异 条带消除 矩匹配 直方图匹配
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石油污染水体荧光图谱特征分析 被引量:10
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作者 黄妙芬 宋庆君 +3 位作者 邢旭峰 简伟军 刘远 赵祖龙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2466-2471,共6页
石油类物质对水体吸收系数的影响主要通过黄色物质(CDOM)体现出来,CDOM和石油类物质皆具有荧光基团,如果两者的荧光图谱各自特征明显的话,那么有望利用荧光技术分离出水中石油物质和CDOM各自对水体总吸收系数的贡献,从而提高水体石油类... 石油类物质对水体吸收系数的影响主要通过黄色物质(CDOM)体现出来,CDOM和石油类物质皆具有荧光基团,如果两者的荧光图谱各自特征明显的话,那么有望利用荧光技术分离出水中石油物质和CDOM各自对水体总吸收系数的贡献,从而提高水体石油类物质含量的遥感反演精度。以大连周边海水和山区水库水为自然水体本底,分别与取自采油污水厂和炼油污水厂的污水进行混合配比,利用试验数据分析了仅含CDOM、含油与CDOM混合、仅含石油三种水样的荧光图谱特征,旨在为利用荧光技术分离出水中石油物质和CDOM各自对水体总吸收系数的贡献提供依据。分析结果表明:(1)自然水体中,海水的CDOM具有三个典型荧光峰,分别位于Ex:225-230nm/Em:320~330nm,Ex:280nm/Em:340nm和Ex:225-240nm/Em:430~470nm,为海水叶绿素碎屑物所致;淡水具有两典型荧光峰,分别位于:Ex:240~260nm/Em:420~450nm和Ex:310~350nm/Em:420~440nm,为陆源物质所致;(2)用正己烷萃取后的仅含油水样,具有1~3个荧光峰,分别位于Ex:220~240nm/Em:320-340nm,Ex:270~290nm/Em:310~340nm和Ex:220~235nm/Em:280~310nm,为各自烃类成分所致;(3)在自然水体中混入油污水后,含油和CDOM的水样荧光图谱呈现出一个非常强的荧光峰,位于Ex:230~250nm/Em:320~370nm,为CDOM和石油类物质荧光成分共同作用所致。 展开更多
关键词 自然水体 石油物质 CDOM 荧光图谱
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石油类污染水体吸收特性分析 被引量:18
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作者 黄妙芬 唐军武 宋庆君 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期131-147,共17页
石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油和分解油等形式存在于水体中,影响着水体的表观和固有光学特性。利用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所测定的水色三要素吸收系数以及对应的水体组分数据,分析了研究区... 石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油和分解油等形式存在于水体中,影响着水体的表观和固有光学特性。利用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所测定的水色三要素吸收系数以及对应的水体组分数据,分析了研究区域内Ⅱ类水体水色三要素的吸收光谱特性;探讨了水体中由于石油类污染物的存在,黄色物质和色素吸收光谱的变化特征;采用差值法确定了水体中石油类污染物的吸收系数。研究结果表明:(1)研究区域内,无论是石油类污染水体还是非石油类污染水体,非色素颗粒物和黄色物质的吸收光谱都遵循e指数衰减规律,色素吸收光谱在440nm和675nm处有以叶绿素为主的典型的色素吸收峰,在490nm处有类胡萝卜素的吸收峰;(2)对于石油类污染水体,在测定黄色物质和色素吸收系数时,由于包含了石油类污染物的作用,会增大黄色物质和色素的吸收系数;(3)石油类物质的吸收光谱曲线和非色素颗粒物、黄色物质一样遵循e指数衰减规律,但三者的指数函数斜率有明显的差别,这为将三者区分开来提供了可行性。 展开更多
关键词 石油类污染 黄色物质 吸收特性 指数函数斜率
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油砂混合水体后向散射系数光谱贡献分离算法Ⅰ:实验理论 被引量:7
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作者 黄妙芬 邢旭峰 +1 位作者 宋庆君 刘远 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期205-211,共7页
在石油类污染水体中,油会吸附在悬浮颗粒物表面而形成一个双层结构,影响水体后向散射系数光谱特征,分离水体石油类物质与悬浮颗粒物对后向散射系数光谱的贡献,能提高水体石油类污染后向散射理论模型的准确性。将美国Wyatt公司生产DAWN H... 在石油类污染水体中,油会吸附在悬浮颗粒物表面而形成一个双层结构,影响水体后向散射系数光谱特征,分离水体石油类物质与悬浮颗粒物对后向散射系数光谱的贡献,能提高水体石油类污染后向散射理论模型的准确性。将美国Wyatt公司生产DAWN HELEOSⅡ18角度散射测量仪、美国SEQUOIA公司生产的LISST-100xB粒径仪和美国Hobilabs公司的后向散射仪HydroScat-6Sprctral Backscattering Sensor(HS6)联动观测,构成后向散射系数光谱测量系统,分别测量不同水样的散射强度电压值、粒径分布及粒径浓度、后向散射系数等参数,提出了利用Mie散射理论计算未知折射系数物质的体散射函数β(λ,θ)的新思路及分离后向散射系数光谱的算法。选择已知折射系数m的石英砂作为颗粒物与采自不同油田区域的油污水进行配比,获取不同特性水样,测定相关数据。首先,根据Mie散射理论计算出各样本对应的水体体积散射函数β(λ,θ);其次,建立的DAWN HELEOSⅡ18角度激光散射仪测定散射强度对应的电压值V(θ)转化为体积散射函数β(λ,θ)的关系式;再次,根据最优化方法估算出油砂混合的等效折射系数mos以及油的折射系数mo;最后,利用β(λ,θ)和估算的mos值及mo计算出各类样本的后向散射系数bb(λ),分别建立油污水bb,o(λ)和石英砂bb,s(λ)与油砂混合总bb,os(λ)的分离算法。分离算法的建立一方面提高了水体石油类污染后向散射理论模型的准确性,另外一方面拓展了米散射理论在海洋水色遥感中的应用。 展开更多
关键词 油砂混合水体 后向散射测量仪 MIE散射理论 体积散射函数 分离算法
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太湖秋季水体遥感反射比的简单经验估测模型 被引量:7
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作者 马荣华 宋庆君 +1 位作者 唐军武 潘德炉 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期227-234,共8页
2004年10月现场测量了太湖水体的遥感反射比、后向散射系数以及其他必要参数,实验室测量了水体的悬浮颗粒物质浓度.首先把太湖划分为3个大区,即遥感反射比受湖底影响的区域(影响区)、不受湖底影响的区域(非影响区)以及可能受湖底影响... 2004年10月现场测量了太湖水体的遥感反射比、后向散射系数以及其他必要参数,实验室测量了水体的悬浮颗粒物质浓度.首先把太湖划分为3个大区,即遥感反射比受湖底影响的区域(影响区)、不受湖底影响的区域(非影响区)以及可能受湖底影响的区域(可能影响区),然后再把太湖分为高混浊、中混浊、低清澈以及高清澈等4类水体类型,分别列出了各种水体区域类型的相关属性数据.在整个太湖区域范围内,建立了后向散射和悬浮颗粒物质浓度的经验回归模型;仅在非影响区内,建立了遥感反射比和后向散射的经验回归模型,并可以利用悬浮颗粒物质浓度直接估测遥感反射比,最后详细分析了模型的精度. 展开更多
关键词 遥感反射比 后向散射 悬浮颗粒 太湖
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基于表观光谱反演黄东海水体固有光学量研究 被引量:6
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作者 张民伟 董庆 +1 位作者 唐军武 宋庆君 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1403-1408,共6页
水色遥感反演算法中半分析模型的建立需要已知水体固有光学量,文章基于现场实测数据建立了由遥感反射率反演固有光学量模型。对2003年春季黄东海航次所测数据进行了介绍,详细阐述了遥感反射率、颗粒物后向散射和吸收系数的测量方法。基... 水色遥感反演算法中半分析模型的建立需要已知水体固有光学量,文章基于现场实测数据建立了由遥感反射率反演固有光学量模型。对2003年春季黄东海航次所测数据进行了介绍,详细阐述了遥感反射率、颗粒物后向散射和吸收系数的测量方法。基于生物光学模型,利用单纯形优化算法由遥感反射率来反演水体固有光学量,并将反演结果与实测数据进行了比较,除水之外物质吸收系数的均方根相对误差小于33%,颗粒物后向散射系数则小于30%,对引起误差的原因进行分析表明,本研究方法能够为黄东海水体固有光学量的反演提供一条有效途径,为遥感数据应用于黄东海水体生物光学特性的研究提供一个参考模型。 展开更多
关键词 固有光学量 表观光学量 水色遥感 优化
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水体石油类信息遥感提取模式研究 被引量:5
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作者 黄妙芬 宋庆君 +1 位作者 简伟军 张民伟 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期74-80,共7页
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... 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440nm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。 展开更多
关键词 有色可溶性有机物 吸收系数 光谱斜率 石油类污染 反演模式
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