基于遥感反演的海阳离岸海域悬浮泥沙时空分布特征研究

发布时间：2020-06-27 09:18

【摘要】：山东省海阳市近年来大力推动海洋经济,促进整体发展。借助临海建设的海阳港和海阳核电站两大工程引进大量相关产业;同时,依托海阳万米海滩‖提升发展旅游休闲度假产业集群。但是人类活动加剧必然会影响近岸水体中悬浮泥沙的变化,对环境造成影响;其次,海岸工程的建设会给对相关的邻近海域悬浮泥沙的分布状况带来了一定的影响。为分析这种变化带来的影响程度,需要对海阳市附近海域悬浮泥沙的时空分布特征进行研究。遥感技术因其具有跨度大、时间长、实时同步、尺度多种等特点,在对海洋环境监测方面具有独特的优势。结合海阳海域的特点,有针对性地利用遥感技术对该区域的悬浮泥沙的时空分布特征进行研究。本文选用2004-2017年不同时期的Landsat ETM+(Enhanced Thematic Mapper)/OLI(Operational Land Imager)影像,根据2014年海阳核电站附近多组同步实测数据,根据逐步回归分析法建立海阳海域表层悬浮泥沙浓度的多组经验反演模型,进行精度检验并对比分析悬浮泥沙的不同季节的年际分布特点。ETM+数据夏冬两季季反演模型精度分别为82%和77%,OLI数据反演模型的精度为86%,可以依据建立的模型分析研究区悬浮泥沙分布特征。进一步结合GOCI(Geostationary Ocean Imager)数据,利用STARFM(Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model),生成OLI数据产品和GOCI数据产品的融合图像。GOCI原始数据反演精度为44%,融合图像将反演精度提升了到64%,该融合数据覆盖了研究区从高潮到低潮的完整变化,据此分析了研究区悬浮泥沙分布随潮流的变化结果。结果表明,研究区内悬浮泥沙分布特征主要是受河流输沙和海洋动力条件的双重影响。在波浪作用下丁字湾内沉积泥沙发生再悬浮现象,随潮流输运,总体趋势为自西向东,提升了研究区整体的悬浮泥沙浓度,同时由于季节天气状况变化,研究区冬季悬浮泥沙浓度高于夏季。工程建设影响了海阳港至核电站之间海域的潮流状况进而干扰了悬浮泥沙浓度的变化,但从长时间序列来看研究区内工程施工前后悬浮泥沙浓度相对稳定,研究区海域具有良好的稳定性。在一定的时间跨度范围内,利用遥感技术对海阳市邻近海域悬浮泥沙分布进行反演分析,结合图像融合技术和数学模拟结果,可以得出研究区内的整体特征和人类海岸工程建设产生的影响,较好的揭示了环境的变迁。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV148
【图文】：

地理位置,采样点,滤膜,抽滤

图 2.1 研究区地理位置及采样点分布Figure 2.1 The location of the study area and sampling point diagram.2.2 数据处理方法本文选取的实测数据为 2014 年 7 月 14 日、2014 年 12 月 29 日以及 2015 年1 月 6 日在海阳核电站附近海域测量的悬浮泥沙数据（站点见图 1）。本次实测选取了 12 个采样点，每小时采取表层水样一次。采样使用卡盖式采样器获取悬移质含沙量水样，装水样的容器均事先清洗干净，取水样后，立即将水样装入容器内并盖紧。样品采回后采用两套 5 联过滤器同时进行现场抽滤，滤膜孔径为0.45 m。过滤时放置空白膜进行校正，校正膜约占总体样品量的 10%。含沙量的测定采用重量法测定，根据抽滤前后滤膜重量的变化得出含沙量（mg/L）。

示例,图像

OLI图像示例

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