大连港海域石油类物质比吸收系数特征分析
发布时间：2021-06-15 21:46
利用2018年8月25-27日和2019年5月15-17日在辽宁省大连港及周边海域测定的不同站点、不同时刻的遥感反射比Rrs,以及不同深度的水体吸收系数和石油类物质浓度数据,分析了水体石油类物质比吸收系数ao*（λ）的光谱变化规律和在参考波段440nm处的比吸收系数ao*（440）的垂向分布特征;将基于遥感反射比Rrs估算有色溶解有机物CDOM（Colored Dissolved Organic Matter）吸收系数和水体油浓度Co的模型应用于LANDSAT8卫星数据,反演出该海域ao*（440）和油浓度专题图,并分析了两者的空间分布特征。结果表明:（1）ao*（λ）的光谱分布特征遵循e指数衰减方程的变化规律;由于潮汐作用的影响,不同来向海水的石油类物质浓度不同,导致不同时刻不同站点的ao*（λ）的光谱斜率有一定的差异;（2）CDOM与油物质的混合比吸收系数ago*（440）随深度的垂向变...
【文章来源】：海洋湖沼通报. 2020,(03)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
参考波段432nm和440nm处混合比吸收系数以及石油浓度随深度的变化
将公式(9)应用于2018年8月25日过境的LANDSAT 8卫星数据,反演出大连港海水表层的油含量,结果如图3所示。分析图3可见,从空间分布上来看,大连港海域油含量分布具有明显的差异,浓度值的变化范围在0.4-5 mg/L;紧贴沿岸的海域油含量相对较低,在三山岛的东边和北边呈现高值区。Huang et al(2016)根据QAA算法提出了计算石油水体混合吸收系数的算法[,4],具体计算流程如下:第1步,根据公式(11),利用遥感数据源获取的Rrs(sr-1)计算出水面之下遥感反射比rrs(sr-1);第2步,根据公式(12)-(19),计算出水体的总吸收系数a(λ)和总颗粒物的后向散射系数bbp(λ);第3步,根据公式(20)-(23),进一步计算出石油类污染水体CDOM在参考波长440nm处的吸收系数adgo(440)。
根据方程(23)和(24),可从QAA算法反演得到的adgo(λ)减去ad(λ)得到仅含CDOM和石油类物质的吸收系数ago(λ),实现adgo(λ)与ad(λ)的分离,得到ago (λ),再代入公式(5)。计算出ao (440)。结合图3获取的石油物质浓度,代入公式(6)计算得到ao* (440),如图4所示。对比图3和图4遥感获取的油浓度空间分布图与比吸收系数空间分布图,可以发现:在石油污染浓度Co高的海域, ao*(440)呈现低值,在Co低的海域,ao*(440)呈现高值,显然石油类物质参考波段的比吸收系数水平变化具有明显的规律,且与石油浓度有密切关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连港海域油含量时空变化特征分析[J]. 黄妙芬,刘杨,邢旭峰,王忠林,李占强. 大连海洋大学学报. 2020(02)
[2]应用Hydrolight模式研究含油水体辐射传输特性的关键技术[J]. 黄妙芬,骆蔚健,刘杨,邢旭峰,庄炀. 海洋技术学报. 2019(03)
[3]辽东湾海域有色可溶性有机物荧光特征分析[J]. 黄妙芬,王忠林,刘远,司宝玲,赵祖龙,孙忠泳. 大连海洋大学学报. 2018(02)
[4]A new algorithm of retrieving a petroleum substances absorption coefficient in sea water based on a remote sensing image[J]. HUANG Miaofen,XING Xufeng,SONG Qingjun,LIU Yang,DONG Wentong. Acta Oceanologica Sinica. 2016(11)
[5]珠江口海域ag（440）遥感模式研究及应用[J]. 黄妙芬,王迪峰,邢旭峰,韦济安,刘东,赵祖龙,王伟轩,刘阳. 海洋学报. 2015(07)
[6]基于归一化遥感反射比反演水中石油含量模式研究[J]. 黄妙芬,宋庆君,陈利搏,张连龙,孙圳,王伟轩,王忠林. 海洋技术学报. 2015(01)
[7]基于Hydrolight的太湖水体区域化固有光学模型参数率定与验证[J]. 黄佳慧,段洪涛,马荣华,张玉超. 中国科学院大学学报. 2014(05)
[8]不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征[J]. 王明珠,张运林,刘笑菡,朱广伟,汤祥明,周永强. 湖泊科学. 2013(04)
[9]水体石油类信息遥感提取模式研究[J]. 黄妙芬,宋庆君,简伟军,张民伟. 海洋学报(中文版). 2012(05)
[10]石油类污染水体吸收特性分析[J]. 黄妙芬,唐军武,宋庆君. 遥感学报. 2010(01)
本文编号：3231820
【文章来源】：海洋湖沼通报. 2020,(03)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
参考波段432nm和440nm处混合比吸收系数以及石油浓度随深度的变化
将公式(9)应用于2018年8月25日过境的LANDSAT 8卫星数据,反演出大连港海水表层的油含量,结果如图3所示。分析图3可见,从空间分布上来看,大连港海域油含量分布具有明显的差异,浓度值的变化范围在0.4-5 mg/L;紧贴沿岸的海域油含量相对较低,在三山岛的东边和北边呈现高值区。Huang et al(2016)根据QAA算法提出了计算石油水体混合吸收系数的算法[,4],具体计算流程如下:第1步,根据公式(11),利用遥感数据源获取的Rrs(sr-1)计算出水面之下遥感反射比rrs(sr-1);第2步,根据公式(12)-(19),计算出水体的总吸收系数a(λ)和总颗粒物的后向散射系数bbp(λ);第3步,根据公式(20)-(23),进一步计算出石油类污染水体CDOM在参考波长440nm处的吸收系数adgo(440)。
根据方程(23)和(24),可从QAA算法反演得到的adgo(λ)减去ad(λ)得到仅含CDOM和石油类物质的吸收系数ago(λ),实现adgo(λ)与ad(λ)的分离,得到ago (λ),再代入公式(5)。计算出ao (440)。结合图3获取的石油物质浓度,代入公式(6)计算得到ao* (440),如图4所示。对比图3和图4遥感获取的油浓度空间分布图与比吸收系数空间分布图,可以发现:在石油污染浓度Co高的海域, ao*(440)呈现低值,在Co低的海域,ao*(440)呈现高值,显然石油类物质参考波段的比吸收系数水平变化具有明显的规律,且与石油浓度有密切关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连港海域油含量时空变化特征分析[J]. 黄妙芬,刘杨,邢旭峰,王忠林,李占强. 大连海洋大学学报. 2020(02)
[2]应用Hydrolight模式研究含油水体辐射传输特性的关键技术[J]. 黄妙芬,骆蔚健,刘杨,邢旭峰,庄炀. 海洋技术学报. 2019(03)
[3]辽东湾海域有色可溶性有机物荧光特征分析[J]. 黄妙芬,王忠林,刘远,司宝玲,赵祖龙,孙忠泳. 大连海洋大学学报. 2018(02)
[4]A new algorithm of retrieving a petroleum substances absorption coefficient in sea water based on a remote sensing image[J]. HUANG Miaofen,XING Xufeng,SONG Qingjun,LIU Yang,DONG Wentong. Acta Oceanologica Sinica. 2016(11)
[5]珠江口海域ag（440）遥感模式研究及应用[J]. 黄妙芬,王迪峰,邢旭峰,韦济安,刘东,赵祖龙,王伟轩,刘阳. 海洋学报. 2015(07)
[6]基于归一化遥感反射比反演水中石油含量模式研究[J]. 黄妙芬,宋庆君,陈利搏,张连龙,孙圳,王伟轩,王忠林. 海洋技术学报. 2015(01)
[7]基于Hydrolight的太湖水体区域化固有光学模型参数率定与验证[J]. 黄佳慧,段洪涛,马荣华,张玉超. 中国科学院大学学报. 2014(05)
[8]不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征[J]. 王明珠,张运林,刘笑菡,朱广伟,汤祥明,周永强. 湖泊科学. 2013(04)
[9]水体石油类信息遥感提取模式研究[J]. 黄妙芬,宋庆君,简伟军,张民伟. 海洋学报(中文版). 2012(05)
[10]石油类污染水体吸收特性分析[J]. 黄妙芬,唐军武,宋庆君. 遥感学报. 2010(01)
本文编号：3231820
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3231820.html
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