我國擁有1.8萬公里的漫長海岸線，海洋資源豐富。隨著沿海城市工業(yè)化的發(fā)展，海洋生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞；赤潮災(zāi)害頻發(fā)，已經(jīng)成為我國的一大海洋災(zāi)害和三大近海污染問題之一。 赤潮是海水中的浮游生物在一定條件下過度繁殖或聚集致使海水變色的一種生態(tài)異�，F(xiàn)象，因其具有隨機(jī)性、突發(fā)性、持續(xù)時間短、影響范圍大等特點(diǎn)，客觀上要求利用航空高光譜遙感技術(shù)對其進(jìn)行監(jiān)測；但首要的前提與基礎(chǔ)性工作是大量獲取赤潮水體的現(xiàn)場光譜數(shù)據(jù)，通過處理與分析，掌握其光譜特性，不斷充實(shí)赤潮優(yōu)勢種類的光譜數(shù)據(jù)庫。本文的工作正是在此背景下層開的。 論文由五部分組成。 論文首先在第一章中對于海洋光譜數(shù)據(jù)獲取、處理與分析等方面的國內(nèi)外研究進(jìn)展與動態(tài)進(jìn)行了綜述與分析，為相應(yīng)研究工作的開展奠定了較完整的方法基礎(chǔ)，具體包括：(ⅰ)海洋光譜數(shù)據(jù)獲取方法；(ⅱ)海洋光譜數(shù)據(jù)處理方法；(ⅲ)海洋光譜數(shù)據(jù)分析方法。 我們采用圍隔實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)赤潮為主，現(xiàn)場捕獲赤潮為輔的光譜數(shù)據(jù)獲取策略：依據(jù)圍隔實(shí)驗(yàn)以及赤潮自身的特殊性，選用了海面以上光譜數(shù)據(jù)獲取法(above water method)來完成赤潮光譜數(shù)據(jù)的獲取工作；具體的實(shí)驗(yàn)器材選擇、操作規(guī)程確定、注意事項(xiàng)等內(nèi)容在第二章中進(jìn)行了詳細(xì)闡述。 第三章是本論文的核心部分。對所獲光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出了丹麥細(xì)柱藻、海洋褐胞藻、中肋骨條藻、紅色中縊蟲等不同優(yōu)勢種類赤潮水體的遙感反射率光譜曲線；上述數(shù)據(jù)處理步驟、數(shù)據(jù)處理結(jié)果以及不同赤潮種類的生物特征在本章的3.1節(jié)給出。 為了定量表達(dá)赤潮水體的光譜吸收特征，3.2節(jié)進(jìn)行了光譜吸收深度(H)、吸收寬度(W)、吸收面積(A)、吸收峰對稱性(S)等特征吸收參數(shù)的提取方法研究。對中肋骨條藻三條參考光譜的吸收特征參數(shù)與葉綠素a濃度進(jìn)行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)450～520nm區(qū)間光譜吸收深度與葉綠素a濃度有較好的正相關(guān)關(guān)系，625～700nm區(qū)間吸收峰的對稱性與葉綠素a濃度呈正相關(guān)關(guān)系，吸收寬度與葉綠素a濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。由于可供比對分析的葉綠素a濃度數(shù)據(jù)數(shù)量有限，本節(jié)的研究還只是對相應(yīng)內(nèi)容的初步探討， 結(jié)論的普適性有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。 光譜微分方法是一種簡單而有效的確定光譜曲線極值點(diǎn)波長位置的方法。3.3節(jié) 運(yùn)用該方法得出了實(shí)驗(yàn)赤潮水體光譜曲線的兩個反射峰和一個吸收峰的波長范圍，并 對其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析;更為重要的是，利用光譜曲線第二反射峰的波長位置實(shí)現(xiàn) 了赤潮與非赤潮水體的光譜辨別，以及紅色中繞蟲、海洋褐胞藻等不同優(yōu)勢種類赤潮 的識別。 光譜匹配是一種基于整體波形相似性的光譜識別方法。3.4節(jié)將光譜角度制圖 (SPectral Angl“MapPing，SAM)這一光譜匹配方法引入赤潮光譜識別研究之中，所進(jìn)行 的赤潮優(yōu)勢種類識別取得了令人較為滿意的結(jié)果:紅色中繞蟲、丹麥細(xì)柱藻赤潮的光 譜識別取得了成功;海洋褐胞藻赤潮有誤識別的情況發(fā)生;只有中肋骨條藻赤潮的識 別失敗。文中對誤識別產(chǎn)生的可能原因進(jìn)行了分析，并指出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。 3.5節(jié)對互相關(guān)光譜匹配(eross eorrelogam speetral Matching，eesM)方法用于赤 潮優(yōu)勢種類識別研究進(jìn)行了嘗試，紅色中繞蟲、丹麥細(xì)柱藻、海洋褐胞藻赤潮的識別 取得成功，中肋骨條藻赤潮的識別失敗�？傮w來看，CCSM識別結(jié)果較SAM更佳， 但也存在誤識別的可能。 在上述工作的基礎(chǔ)上，論文的第四章提出了《赤潮現(xiàn)場光譜調(diào)查規(guī)范》，力圖對 赤潮現(xiàn)場光譜數(shù)據(jù)獲取、處理與分析工作起指導(dǎo)作用，內(nèi)容包括:赤潮現(xiàn)場光譜調(diào)查 前的準(zhǔn)備工作;(ii)赤潮現(xiàn)場光譜調(diào)查操作規(guī)程;(iii)其他注意事項(xiàng);(iv)光譜數(shù)據(jù)處理。 第五章對本論文所取得的研究成果和結(jié)論進(jìn)行了總結(jié)與討論，在此基礎(chǔ)上指出了 論文工作中尚存在的不足與改進(jìn)措施以及下一步的工作方向。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：X55

圖0.1.6圍隔實(shí)驗(yàn)裝置照片

2FPS一I和ASD比較結(jié)果
【引證文獻(xiàn)】

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1 盧霞;焦明連;;基于多源遙感數(shù)據(jù)的連云港海域赤潮信息提取研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年31期

2 崔廷偉,張杰,馬毅,孫凌;基于地物光譜的赤潮優(yōu)勢種識別研究[J];海洋與湖沼;2005年03期

3 楊安安;周虹麗;陳利博;朱建華;;基于FTF/T-R法的水體后向散射系數(shù)測量方法研究[J];海洋技術(shù);2011年02期

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本文編號：2861134