基于Landsat8数据的舟山群岛海域悬浮泥沙浓度遥感研究
发布时间：2021-03-01 14:26
文章利用舟山近岸海域实测水体光谱及泥沙浓度数据,分析光谱反射率与悬浮泥沙浓度的相关性,并结合Landsat8遥感数据进行该海域的悬浮泥沙浓度遥感反演。研究表明:随着水体悬浮泥沙浓度的增加,各波段的反射率相应增加,且不同波段的增幅有明显不同,水体光谱曲线存在"双峰"现象;Landsat8遥感数据的波段4与波段3的比值与悬浮泥沙浓度的相关性较好;舟山群岛海域总体处于高泥沙浓度的状态,岛屿近岸悬浮泥沙浓度明显高于开阔水域,岛屿周围的悬浮泥沙浓度呈现"西高东低"的格局;一元二次方程模型（二次模型）对舟山海域水体的悬浮泥沙浓度反演精度较其他模型（线性模型,对数模型,指数模型,幂指数模型）高;Landsat8遥感数据可用于舟山海域悬浮泥沙浓度的监测。本研究成果能为近岸海域港口建设、航道安全、环境监测等研究提供数据支持。
【文章来源】：海洋开发与管理. 2020,37(09)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
野外采样点分布
利用式（1）计算采样点的遥感反射率值，并绘制出反射率光谱曲线，结果见图2。横坐标为波长，纵坐标是遥感反射率，由图2可以看出，随着水体悬浮泥沙浓度的增加，各波段的反射率相应增加，但是各波段的增幅有明显的不同，在波长580～820nm时不同悬浮泥沙浓度水体的反射率的变化较大，而在小于580nm，大于820nm时其变化则相对较小。水体光谱曲线存在着“双峰”的现象，第一峰值出现在波长580nm左右，呈“宽峰”的形状，延伸至波长710nm左右，第二个峰位于波长820nm左右。3.2 悬浮泥沙反演模型的建立
B4/B3二次模型的最大最小相对误差分别为54.33%和4.26%，指数模型的最大最小相对误差分别为56.97%和2.93%，幂指数模型的最大最小相对误差分别为58.77%和1.57%。（B4+B2）/（B3+B1）二次模型的最大最小相对误差分别为56.12%和9.29%，指数模型的最大最小相对误差分别为57.53%和4.43%，幂指数模型的最大最小相对误差分别为58.86%和3.74%。根据图3和图4对比悬浮泥沙含量低浓度时（样本1:0.123 8g/L，样本2:0.076 1g/L，样本3:0.192 6g/L）和高浓度时（样本4:0.273 0g/L，样本5:0.345 4g/L，样本6:0.252 1g/L，样本7:0.463 0g/L）的相对误差，所分析的3种模型，在悬浮泥沙浓度低时，模型的误差较悬浮泥沙浓度高时的误差要高。并且对于两种不同波段组合来说，B4/B3的模型精度比（B4+B2）/（B3+B1）模型精度高，选用B4/B3波段组合中精度最高的二次模型：SSC=1.302 3x2-1.811x+0.693对舟山海域悬浮泥沙浓度进行反演。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演[J]. 孟凡晓,陈圣波,张国亮,范宪创. 世界地质. 2017(02)
[2]江苏近岸海域HJ CCD影像悬浮泥沙遥感反演[J]. 王林,杨建洪,李冠男,陈艳拢,孟庆辉. 海洋科学. 2016(02)
[3]基于遥感反演结果的悬浮泥沙时空动态规律研究——以珠江河口及邻近海域为例[J]. 陈晓玲,袁中智,李毓湘,韦永康. 武汉大学学报(信息科学版). 2005(08)
[4]HY-1 CCD宽波段水色要素反演算法[J]. 马超飞,蒋兴伟,唐军武,王晓梅,李铜基,黄海军,任敬萍. 海洋学报(中文版). 2005(04)
[5]舟山群岛水文特性[J]. 宋亚民. 水文. 2001(06)
[6]基于海面-遥感器光谱反射率斜率传递现象的悬浮泥沙遥感算法[J]. 李炎,李京. 科学通报. 1999(17)
[7]悬沙水体不同波段反射比的分布特征及悬沙量估算实验研究[J]. 博克忖,荒川久幸,曾宪模. 海洋学报(中文版). 1999(03)
[8]长江口表层水体悬沙浓度场遥感分析[J]. 何青,恽才兴,时伟荣. 自然科学进展. 1999(02)
[9]浙江省海岛区资源特征与开发研究——以舟山群岛为例[J]. 李植斌. 自然资源学报. 1997(02)
[10]悬浮泥沙遥感定量的统一模式及其在珠江口中的应用[J]. 黎夏. 环境遥感. 1992(02)
本文编号：3057611
【文章来源】：海洋开发与管理. 2020,37(09)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
野外采样点分布
利用式（1）计算采样点的遥感反射率值，并绘制出反射率光谱曲线，结果见图2。横坐标为波长，纵坐标是遥感反射率，由图2可以看出，随着水体悬浮泥沙浓度的增加，各波段的反射率相应增加，但是各波段的增幅有明显的不同，在波长580～820nm时不同悬浮泥沙浓度水体的反射率的变化较大，而在小于580nm，大于820nm时其变化则相对较小。水体光谱曲线存在着“双峰”的现象，第一峰值出现在波长580nm左右，呈“宽峰”的形状，延伸至波长710nm左右，第二个峰位于波长820nm左右。3.2 悬浮泥沙反演模型的建立
B4/B3二次模型的最大最小相对误差分别为54.33%和4.26%，指数模型的最大最小相对误差分别为56.97%和2.93%，幂指数模型的最大最小相对误差分别为58.77%和1.57%。（B4+B2）/（B3+B1）二次模型的最大最小相对误差分别为56.12%和9.29%，指数模型的最大最小相对误差分别为57.53%和4.43%，幂指数模型的最大最小相对误差分别为58.86%和3.74%。根据图3和图4对比悬浮泥沙含量低浓度时（样本1:0.123 8g/L，样本2:0.076 1g/L，样本3:0.192 6g/L）和高浓度时（样本4:0.273 0g/L，样本5:0.345 4g/L，样本6:0.252 1g/L，样本7:0.463 0g/L）的相对误差，所分析的3种模型，在悬浮泥沙浓度低时，模型的误差较悬浮泥沙浓度高时的误差要高。并且对于两种不同波段组合来说，B4/B3的模型精度比（B4+B2）/（B3+B1）模型精度高，选用B4/B3波段组合中精度最高的二次模型：SSC=1.302 3x2-1.811x+0.693对舟山海域悬浮泥沙浓度进行反演。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Landsat-8数据南海近岸悬浮泥沙与叶绿素a浓度定量反演[J]. 孟凡晓,陈圣波,张国亮,范宪创. 世界地质. 2017(02)
[2]江苏近岸海域HJ CCD影像悬浮泥沙遥感反演[J]. 王林,杨建洪,李冠男,陈艳拢,孟庆辉. 海洋科学. 2016(02)
[3]基于遥感反演结果的悬浮泥沙时空动态规律研究——以珠江河口及邻近海域为例[J]. 陈晓玲,袁中智,李毓湘,韦永康. 武汉大学学报(信息科学版). 2005(08)
[4]HY-1 CCD宽波段水色要素反演算法[J]. 马超飞,蒋兴伟,唐军武,王晓梅,李铜基,黄海军,任敬萍. 海洋学报(中文版). 2005(04)
[5]舟山群岛水文特性[J]. 宋亚民. 水文. 2001(06)
[6]基于海面-遥感器光谱反射率斜率传递现象的悬浮泥沙遥感算法[J]. 李炎,李京. 科学通报. 1999(17)
[7]悬沙水体不同波段反射比的分布特征及悬沙量估算实验研究[J]. 博克忖,荒川久幸,曾宪模. 海洋学报(中文版). 1999(03)
[8]长江口表层水体悬沙浓度场遥感分析[J]. 何青,恽才兴,时伟荣. 自然科学进展. 1999(02)
[9]浙江省海岛区资源特征与开发研究——以舟山群岛为例[J]. 李植斌. 自然资源学报. 1997(02)
[10]悬浮泥沙遥感定量的统一模式及其在珠江口中的应用[J]. 黎夏. 环境遥感. 1992(02)
本文编号：3057611
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