近海水体浮游植物粒径等级的遥感反演及时空变异研究
发布时间：2020-03-26 05:44
【摘要】：浮游植物粒径等级(Phytoplankton size class,PSC)是描述不同浮游植物种群功能结构和分析研究生物地球化学过程的一个重要参数。其精确反演有助于识别水体中不同浮游植物种群的分布特征,为研究浮游植物功能的多样性提供依据。我国近海水体的PSC遥感反演研究仍比较欠缺,一方面已有反演模型的适用性有待验证,另一方面近海混浊水体的复杂光学特性给PSC遥感反演带来诸多困难和挑战。为此,本文以黄渤海和东海为研究区域,结合2015和2016两年间搜集的5个航次的现场实测数据,研究建立了 PSC遥感反演经验模型和半分析模型,制作生成长时间序列的近海水体PSC时空分布产品,并对其时空分布规律和影响机制进行了深入分析。主要研究结果如下:(1)基于浮游植物各粒径等级浓度与总叶绿素a浓度之间的幂函数关系假设,通过不同反演方程组合及最佳波段选取,得到以遥感反射率Rrs(680)波段为输入,微型和微微型反演方程为基础的最佳反演方案,实测检验样本的PSC反演结果判决系数(R2)分别为0.957、0.914和0.529。半分析模型基于双组分假设,通过浮游植物吸收系数反演得到小型浮游植物浓度,检验结果R2=0.859。随后建立微微型浮游植物与微型和微微型浮游植物浓度之和之间的经验关系模型,反演得到各自的比例,R2=0.895和0.835。利用独立验证样本进行模型的相互比较,经验模型平均绝对百分误差(MAPE)分别为117.6%、32.34%和 57.47%,半分析模型 MAPE 为 38.40%、34.37%和 67.00%,可知半分模型反演精度要优于经验模型。(2)结合MODIS和SeaWiFS卫星资料,利用半分析模型反演得到东中国海PSC长时间序列变化图。结果显示,从空间分布上来看,小型浮游植物主要分布在沿岸地区,而微型与微微型浮游植物大值分布区域则集中在黄渤海和东海的中心海域。时间变化上,渤海海域多年月平均PSC波动较小。北黄海中心海域小型浮游植物存在春季强峰和秋季弱峰,南黄海中心及东海中心海域则只表现出一个春季弱峰特征;长江口及其附近海域小型浮游植物存在春夏季双强峰。微型与微微型浮游植物变化特征与小型浮游植物变化趋势相反,其峰值多集中在夏秋季。(3)利用多种环境状态参数数据,通过相关关系分析及逐步回归分析,发现海表温度(Sea Surface Temperature,SST)和水体漫衰减系数(Kd)对PSC起主导性作用,而其他因子的影响则很小。根据SST与Kd对PSCs的不同影响机制(以小型浮游植物为例),可分为三种区域类型:第一种是SST呈现负相关,Kd为正相关的区域,主要受营养盐和海温控制的区域,如渤海、北黄海和南黄海中心海域;第二种为SST与Kd都是正相关关系,受营养盐、水体垂向混合和风控制的区域,如长江口及其附近海域;第三种区域微型与微微型浮游植物对SST与Kd的响应不同,主要受海温等因素控制的海域,如东海中心海域。
【图文】：
南京信息工程大学硕士学位论文ＰＳＣ反演模型的建立方法，构建反演方程组合及最优。逡逑模型应用到不同航次上进行检验，比较两个模型反演模型。逡逑应用于卫星影像，得到ＰＳＣ长时间序列时空分布图，差异及时间变化特征（如月变化、年变化）。同时分性，探究影响机制。逡逑！逦现场实测数据逦＼逦现场实测数据逡逑
第二章研究区域及数据逡逑２．１研宄区域概况逡逑黄渤海是位于西北太平洋边缘的半封闭大陆架浅海（图２．１），总面积约为４５７０００逡逑ｋｍ２，其中渤海约占１６．８％，而黄海则占８３．２％。黄渤海平均水深约为３１米，水深整体逡逑呈现出西北向东南递X椙魇疲郏保常保叮荨：Ｇ】帕Ｎ锖繗伲澈Ｊ艿匠保诽鹾恿鳎义侠缁坪拥拇罅啃∧嗌匙⑷耄诨坪；褂谐そ群恿魇淙氲挠跋欤沟没撇澈３晌厘义辖缟闲∥锖孔罡叩暮Ｓ蛑唬揖Ａ髯饔貌欢舷虮鸬那蚴渌汀Ｋ孀藕０吨鼙咤义瞎ひ怠⑴┮怠⑺骋约吧钗鬯诠ゼ甘昴诘牟欢蟈椉樱澈３晌艘桓霾垮义细叩直谎现匚廴玖说乃颍郏叮担荩坪５脑庥鲇氩澈＠嗨疲芄ひ怠⑴┮岛蜕钗坼义纤挠跋欤郏叮叮荨５乇砭读饕约捌渌欧鸥撇澈４戳舜罅康挠
本文编号：2601027
【图文】：
南京信息工程大学硕士学位论文ＰＳＣ反演模型的建立方法，构建反演方程组合及最优。逡逑模型应用到不同航次上进行检验，比较两个模型反演模型。逡逑应用于卫星影像，得到ＰＳＣ长时间序列时空分布图，差异及时间变化特征（如月变化、年变化）。同时分性，探究影响机制。逡逑！逦现场实测数据逦＼逦现场实测数据逡逑
第二章研究区域及数据逡逑２．１研宄区域概况逡逑黄渤海是位于西北太平洋边缘的半封闭大陆架浅海（图２．１），总面积约为４５７０００逡逑ｋｍ２，其中渤海约占１６．８％，而黄海则占８３．２％。黄渤海平均水深约为３１米，水深整体逡逑呈现出西北向东南递X椙魇疲郏保常保叮荨：Ｇ】帕Ｎ锖繗伲澈Ｊ艿匠保诽鹾恿鳎义侠缁坪拥拇罅啃∧嗌匙⑷耄诨坪；褂谐そ群恿魇淙氲挠跋欤沟没撇澈３晌厘义辖缟闲∥锖孔罡叩暮Ｓ蛑唬揖Ａ髯饔貌欢舷虮鸬那蚴渌汀Ｋ孀藕０吨鼙咤义瞎ひ怠⑴┮怠⑺骋约吧钗鬯诠ゼ甘昴诘牟欢蟈椉樱澈３晌艘桓霾垮义细叩直谎现匚廴玖说乃颍郏叮担荩坪５脑庥鲇氩澈＠嗨疲芄ひ怠⑴┮岛蜕钗坼义纤挠跋欤郏叮叮荨５乇砭读饕约捌渌欧鸥撇澈４戳舜罅康挠
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