基于高光谱反射率的藻类水体基线荧光峰高度与叶绿素α浓度关系研究

采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻、叉角藻赤潮和新月菱形藻、海洋蓝绿藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线。采用度量太阳激发的叶绿素荧光峰高度的基线荧光高度法，建立了不同藻类基线荧光高度与叶绿素浓度的关系。基线荧光高度法所用的3个荧光高度波段分别为665nm、680nm和865nm。在采用线性方程对不同藻类水体基线荧光高度与叶绿素浓度进行回归分析时，不同藻类产生了明显不同的结果。其中赤潮异弯藻、海洋蓝绿藻和甲藻为负相关，其余为正相关。在正相关的藻类中，小球藻最低，为0．4692。结果偏差主要来自于两个方面：一是藻类荧光峰位置变化影响；二是浮游植物红光和近红外波段高反射率的影响。

基于“哨兵-3A”OLCI影像的太湖蓝藻水华荧光基线高度指数信号特征分析

利用新型遥感数据"哨兵-3A"卫星OLCI影像数据,基于其665,681和708 nm波段构建的"荧光基线高度"指数算法,采用SNAP 6.0遥感专业软件,计算了2017年不同季节4个典型日期太湖FLH的全湖分布及蓝藻水华区信号强度特征。以完成了瑞利散射及气体吸收订正的3个波段的遥感反射率数据计算FLH图像,结果表明,FLH数值的"负偏"程度与蓝藻水华强度有很好的对应关系,FLH值"负偏"越大,蓝藻水华越严重,可以作为比较不同季节水华强度的有效遥感指标;富营养化较严重、较为浑浊、以蓝藻为优势种的内陆水体与大洋清洁、非蓝藻优势浮游植物水体的FLH"正偏"信号特征迥异。

叶绿素a荧光遥感研究进展

继叶绿素a反演的“蓝绿比值法”后,叶绿素a荧光遥感成为海水叶绿素a浓度反演的重要方法,对提高二类水体和赤潮水体的叶绿素a浓度的反演精度效果明显。本文回顾了人们对水体叶绿素a荧光的认识、测量和研究的历史过程,介绍了荧光产生的生物学机理以及它随叶绿素a浓度的正相关和“红移现象”等主要光谱特征。本文还总结了荧光量子产量、不同藻种生理状态、水体其他物质及大气的吸收等多种因素对叶绿素a荧光遥感的影响。基于对叶绿素a荧光光谱特征和影响因素的认识,人们相继建立了两种荧光遥感方法———基线荧光高度法和归一化荧光高度法。对于前景广阔的叶绿素荧光遥感领域,人们正进行着更深入的研究与探索,积累更多的现场数据和卫星同步数据,逐步完善和改进反演模型。

大连湾及邻近海域水体叶绿素浓度荧光遥感算法研究

叶绿素荧光遥感算法为探测近岸海域二类水体叶绿素浓度开辟了新途径.基于大连湾及邻近海域的实测数据,本文研究了海水叶绿素浓度的荧光遥感算法.结果表明:随着海水叶绿素质量浓度的增高,荧光峰出现显著的红移现象,叶绿素质量浓度与荧光峰波长存在着正相关关系.此外,基于MODIS、MERIS及GLI传感器荧光波段建立的荧光基线高度算法较差,不适用于该研究海域.选择680、685、690、695、700、705 nm作为荧光峰波长建立的荧光基线高度算法,随着选定波长的增大,该算法拟合的相关性逐渐增高,最大相关系数(R2)可达0.91;而以实测荧光峰波长建立的荧光基线高度算法最佳,乘幂函数拟合优于线性拟合,拟合方程为ρ(chl)=3.167×105FLH1.45(R2=0.93).本研究为新一代海洋水色卫星传感器的开发、建造提供了科学依据,并为已有高光谱传感器在叶绿素荧光遥感反演方面的应用打下了基础.

MERIS遥感图像的太湖叶绿素浓度反演研究

近年来,水体富营养化是太湖水污染面临的主要问题,而叶绿素浓度是水体富营养化的重要指标,及时、有效地对太湖水体的叶绿素浓度进行监测和评价对太湖环境保护是十分必要的。而遥感作为低成本、大面积获取水体表层水质信息的手段,有着常规监测不具备的优势。为此,利用MERIS数据和太湖同步水质监测数据,建立了叶绿素基线荧光高度遥感反演模型;将其应用到经过几何校正和大气校正等预处理后的MERIS数据,获得了太湖叶绿素浓度遥感反演分布图像,结合太湖的水文情况及水污染特征对叶绿素遥感反演图像作了分析。遥感图像分析结果表明,MERIS数据客观地反映了太湖水体叶绿素浓度的空间分布规律,与实测的太湖叶绿素浓度空间分布情况基本吻合。由此可见,基线荧光高度模型对于反演太湖叶绿素浓度分布是可行的。

基于VGPM模型的广西北部湾近岸海洋初级生产力估算

以北部湾近岸海域为研究对象,基于海洋水质监测数据与海洋初级生产力实测数据,对VGPM模型各参数分别进行校正,评估校正后的模型估算精度。结果表明:通过参数校正能够有效减小初级生产力计算误差。根据校正模型计算可得,2018年北部湾近岸海洋初级生产力变化范围为101.27~2161.75 mgC/(m^(2)·d),北部湾近岸海域浮游植物在夏季和秋季对营养盐需求较为明显,在春季和冬季则无明显需求。