基于GOCI影像进行渤海表层悬浮泥沙浓度估算的新方法
发布时间：2022-02-10 05:52
针对现场观测数据缺乏的情形,提出了一种新的利用GOCI影像反演渤海海域表层悬浮泥沙浓度（SSC）的方法。应用mMUMM大气校正算法对GOCI数据进行大气校正处理得到的GOCI遥感反射率产品后,以MODIS影像反演得到的表层悬浮泥沙浓度（SSC）作为参考值,对已应用于渤海的4种SSC反演模型进行参数化拟合,最后通过对比确定了效果最好的参数化SSC经验模型并且进行了验证。验证结果显示最优参数化模型的平均相对误差绝对值（16.0%）和均方根误差（12.2 mg/L）均相对较低,表明该模型可适用于渤海海域GOCI数据的SSC反演。通过采用建立的最优参数化SSC反演算法对2015年12月至2016年11月的GOCI数据对渤海海域的季节平均SSC进行了估计和分析。相比其他区域,渤海湾、莱州湾、辽东湾等3个海湾和黄河口附近沿岸SSC相对较高;3个海湾水体区域,从沿岸向离岸方向SSC由高变低,具有明显的浓度梯度;季节上,整个渤海海域SSC在冬季最高,夏季最低,春季与秋季相差不大。渤海SSC这些明显的空间分布特征、季节变化特性与前人研究结果一致,表明该算法应用于渤海可行。
【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】：
MODIS与GOCI数据555nm波段辐亮度影像
SSC=0.6358×exp(87.65×Rrs555) (3)表2 模型拟合结果Table 2 Model fitting results 模型 系数 RMSE R2 SSC=a*exp(b*Rrs555) a=0.6358,b=87.65 0.56 0.93 SSC=a* (Rrs555)b a=4707,b=1.808 0.65 0.91 SSC=10a+b*( Rrs555+Rrs670)-c*(Rrs490/Rrs555) a=0.2004,b=16.27, c=0.2272 0.70 0.90 SSC=10a+b*( Rrs745/Rrs555)+c*( Rrs680/Rrs490) a=0.3831,b=-0.3251,c=0.2464 1.92 0.24
为检验公式(3)的精度,选取了研究区内基本无云影响的2015年4月22日MODIS和GOCI影像进行验证。根据前述模型优化的有关步骤进行数据处理得到SSC参考值和GOCI遥感反射率后,进一步利用公式(3)对GOCI遥感反射率数据进行SSC反演(图3(a)、(c)分别表示了MODIS和GOCI对应的SSC反演结果,其中MODIS数据使用Yu模型反演,GOCI数据使用公式(3)反演),最后使用图2的网格点提取出对应的MODIS和GOCI反演的SSC进行验证,结果如图5所示,其中实线表示由散点拟合的直线(y = 0.8748x+1.0239, R2 = 0.8993),虚线表示直线y = x。从图5可以看出,样点均匀分布在实线两侧。由R2(0.8993)可知,模型预测值与参考值有较高的相关性。进一步计算得到平均相对误差绝对值(Mean ARE)为16.0%,均方根误差(RMSE)为12.2 mg/L。相关散点分布和统计结果表明公式(3)对应的SSC反演模型精度很好,可以应用于渤海海域SSC的估算。图5 SSC散点图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GOCI的渤海悬浮物分布及日变化遥感初探[J]. 孟庆辉,王林,陈艳拢,王祥,曾怡乐. 海洋技术学报. 2018(06)
[2]Ⅱ类水体悬浮泥沙遥感监测技术综述[J]. 庞毓雯,周斌,殷守敬,于之锋,华康,何贤强. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径[J]. 肖合辉,王厚杰,毕乃双,吴晓,王爱美,张勇. 海洋地质与第四纪地质. 2015(02)
[4]基于GOCI的近岸高浓度悬浮泥沙遥感反演——以杭州湾及邻近海域为例[J]. 江彬彬,张霄宇,黄大松,杜泳,杨顶田,姚玲玲. 浙江大学学报(理学版). 2015(02)
[5]渤海表层悬沙的时空分布特征及其动力成因[J]. 庞重光,李坤,于炜. 海洋科学进展. 2014(04)
[6]黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析[J]. 张江泉,郑崇伟,李荣川,钱粤海. 科技资讯. 2013(31)
[7]渤海表层悬浮泥沙的空间模态及其时间变化[J]. 庞重光,于炜. 水科学进展. 2013(05)
[8]渤海海底地形特征[J]. 陈义兰,吴永亭,刘晓瑜,周兴华,雷宁. 海洋科学进展. 2013(01)
[9]渤海悬浮物分布的遥感研究[J]. 崔廷伟,张杰,马毅,赵文静,孙凌. 海洋学报(中文版). 2009(05)
[10]悬浮泥沙浓度的测量[J]. 唐兆民,何志刚,韩玉梅. 中山大学学报(自然科学版). 2003(S2)
博士论文
[1]黄河口水体生物光学性质逐时变化的静止海洋水色卫星遥感探测研究[D]. 郝艳玲.中国海洋大学 2012
硕士论文
[1]基于GOCI影像的长江口及邻近海域有色溶解有机物（CDOM）遥感反演及其逐时变化分析[D]. 孙璐.浙江大学 2017
[2]极轨和静止轨道卫星多传感器反演长江口表层悬浮颗粒物浓度及其变化[D]. 彭翔翼.华东师范大学 2015
[3]基于GOCI的渤黄海悬浮物浓度遥感反演及缺失数据填补研究[D]. 于小淋.中国海洋大学 2013
[4]黄海悬浮体分布及季节性变化[D]. 余佳.中国海洋大学 2012
本文编号：3618365
【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】：
MODIS与GOCI数据555nm波段辐亮度影像
SSC=0.6358×exp(87.65×Rrs555) (3)表2 模型拟合结果Table 2 Model fitting results 模型 系数 RMSE R2 SSC=a*exp(b*Rrs555) a=0.6358,b=87.65 0.56 0.93 SSC=a* (Rrs555)b a=4707,b=1.808 0.65 0.91 SSC=10a+b*( Rrs555+Rrs670)-c*(Rrs490/Rrs555) a=0.2004,b=16.27, c=0.2272 0.70 0.90 SSC=10a+b*( Rrs745/Rrs555)+c*( Rrs680/Rrs490) a=0.3831,b=-0.3251,c=0.2464 1.92 0.24
为检验公式(3)的精度,选取了研究区内基本无云影响的2015年4月22日MODIS和GOCI影像进行验证。根据前述模型优化的有关步骤进行数据处理得到SSC参考值和GOCI遥感反射率后,进一步利用公式(3)对GOCI遥感反射率数据进行SSC反演(图3(a)、(c)分别表示了MODIS和GOCI对应的SSC反演结果,其中MODIS数据使用Yu模型反演,GOCI数据使用公式(3)反演),最后使用图2的网格点提取出对应的MODIS和GOCI反演的SSC进行验证,结果如图5所示,其中实线表示由散点拟合的直线(y = 0.8748x+1.0239, R2 = 0.8993),虚线表示直线y = x。从图5可以看出,样点均匀分布在实线两侧。由R2(0.8993)可知,模型预测值与参考值有较高的相关性。进一步计算得到平均相对误差绝对值(Mean ARE)为16.0%,均方根误差(RMSE)为12.2 mg/L。相关散点分布和统计结果表明公式(3)对应的SSC反演模型精度很好,可以应用于渤海海域SSC的估算。图5 SSC散点图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GOCI的渤海悬浮物分布及日变化遥感初探[J]. 孟庆辉,王林,陈艳拢,王祥,曾怡乐. 海洋技术学报. 2018(06)
[2]Ⅱ类水体悬浮泥沙遥感监测技术综述[J]. 庞毓雯,周斌,殷守敬,于之锋,华康,何贤强. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径[J]. 肖合辉,王厚杰,毕乃双,吴晓,王爱美,张勇. 海洋地质与第四纪地质. 2015(02)
[4]基于GOCI的近岸高浓度悬浮泥沙遥感反演——以杭州湾及邻近海域为例[J]. 江彬彬,张霄宇,黄大松,杜泳,杨顶田,姚玲玲. 浙江大学学报(理学版). 2015(02)
[5]渤海表层悬沙的时空分布特征及其动力成因[J]. 庞重光,李坤,于炜. 海洋科学进展. 2014(04)
[6]黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析[J]. 张江泉,郑崇伟,李荣川,钱粤海. 科技资讯. 2013(31)
[7]渤海表层悬浮泥沙的空间模态及其时间变化[J]. 庞重光,于炜. 水科学进展. 2013(05)
[8]渤海海底地形特征[J]. 陈义兰,吴永亭,刘晓瑜,周兴华,雷宁. 海洋科学进展. 2013(01)
[9]渤海悬浮物分布的遥感研究[J]. 崔廷伟,张杰,马毅,赵文静,孙凌. 海洋学报(中文版). 2009(05)
[10]悬浮泥沙浓度的测量[J]. 唐兆民,何志刚,韩玉梅. 中山大学学报(自然科学版). 2003(S2)
博士论文
[1]黄河口水体生物光学性质逐时变化的静止海洋水色卫星遥感探测研究[D]. 郝艳玲.中国海洋大学 2012
硕士论文
[1]基于GOCI影像的长江口及邻近海域有色溶解有机物（CDOM）遥感反演及其逐时变化分析[D]. 孙璐.浙江大学 2017
[2]极轨和静止轨道卫星多传感器反演长江口表层悬浮颗粒物浓度及其变化[D]. 彭翔翼.华东师范大学 2015
[3]基于GOCI的渤黄海悬浮物浓度遥感反演及缺失数据填补研究[D]. 于小淋.中国海洋大学 2013
[4]黄海悬浮体分布及季节性变化[D]. 余佳.中国海洋大学 2012
本文编号：3618365
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3618365.html
最近更新
教材专著
