南海北部香港海域海水鹽度遙感反演模型
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 01:32
海洋表層鹽度是描述海洋物理狀態(tài)的一個(gè)重要參量,研究其分布和變化規(guī)律對(duì)了解海洋自身特性以及海洋在海-氣這一復(fù)雜系統(tǒng)中的作用有著重要意義。論文從海表鹽度遙感反演機(jī)理出發(fā),充分考慮近岸海域的復(fù)雜狀況及環(huán)境影響要素,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)學(xué)分析方法提取和集成鹽度波譜特征敏感信息,從而建立海洋表面鹽度遙感反演模型,并探討了不同季節(jié)鹽度遙感反演模型的適用情況及調(diào)整。論文的主要工作和成果如下:1、以環(huán)境復(fù)雜多變的近岸海域?yàn)檠芯繀^(qū)域,分析其鹽度的潛在影響因子,并就其在鹽度遙感探測(cè)過(guò)程所起的作用與貢獻(xiàn)進(jìn)行篩選與權(quán)重分級(jí),選取高敏感因子作為反演模型的輸入?yún)?shù),優(yōu)化鹽度遙感反演模型的結(jié)構(gòu)與精度。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鹽度影響因子溫度和總氮含量與鹽度的變化密切相關(guān),其相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.69、0.79,尤其是總氮,在春夏秋三季與鹽度相關(guān)性更高,相關(guān)系數(shù)均在0.86以上,并利用對(duì)總氮敏感的ETM藍(lán)光波段對(duì)鹽度進(jìn)行遙感反演,所得結(jié)果比較理想。這表明總氮與鹽度密切相關(guān),在光學(xué)遙感研究中完全可以用總氮含量來(lái)反映近岸海域海水的鹽度,為鹽度的遙感監(jiān)測(cè)提出了另一方向。2、鹽度影響因子復(fù)雜多樣,單一因子反演無(wú)法滿足對(duì)鹽度反演應(yīng)用的精度要求...
【文章來(lái)源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布圖
圖 4.2 ETM 熱紅外 b6波段反演海溫與實(shí)測(cè)海溫對(duì)比4.2.2 懸浮顆粒物在近岸海域,尤其是河流入海口,淡水徑流帶來(lái)大量的顆粒懸浮物,使其附近海水中固體懸浮物明顯增大,此時(shí)固體懸浮物含量越大,代表注入的淡水量越大,相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的海水鹽度降低。懸浮顆粒物質(zhì)是影響海洋水色的重要物質(zhì)之一,這些物質(zhì)的光譜特性和物質(zhì)的自然顏色成份、大小分布一樣,是多種多樣的。陳雯揚(yáng)等[39]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)水上光譜測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析,得出以下結(jié)論:(1)近海水體反射率光譜具有“雙峰”現(xiàn)象,較低濃度水體第一個(gè)反射峰在 580 nm 左右,較高濃度水體的第一個(gè)反射峰出現(xiàn)在 560~720 nm;第二個(gè)反射峰穩(wěn)定在 810 nm 左右。(2)選擇 815 nm 波段,基于最小二乘法建立了與泥沙濃度的關(guān)系,經(jīng)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)反射率與泥沙濃度對(duì)數(shù)的回歸方程擬合效果最好,即指數(shù)方程優(yōu)于線性方程。(3)選擇 R815/R555波段比
感反演結(jié)果表明: ETM 第 6 波段低增益和高增益方式反演的地表溫度 Ts1、Ts2與實(shí)測(cè)溫度 T 高度相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0.69 以上,尤其是高增益方式反演得到的地溫 Ts2比低增益方式反演的 Ts1更接近真實(shí)溫度 T,其與實(shí)測(cè)溫度 T 的相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0.90,且誤差均在 0.5K 以下;谏鲜隼碚撆c數(shù)據(jù)支持,研究利用 2009 年香港海域全年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,探索鹽度與其一級(jí)影響因子溫度的定量關(guān)系,并試圖建立其與 ETM 第 6 波段之間的單因子定量反演模型。(1)實(shí)測(cè)溫度與鹽度的關(guān)系利用研究區(qū) 36 個(gè)測(cè)點(diǎn) 2009 年 12 個(gè)月的共 432 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。首先對(duì)溫度進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),剔除觀測(cè)異常值。研究使用 Q-Q 圖分析溫度取值的正態(tài)分布情況,如圖 4.3 所示,溫度(T)取值范圍 289.1K-303.8K,平均值 297.2K。根據(jù) Q-Q 正態(tài)分析結(jié)果,log 形式的溫度取值基本符合正態(tài)分布。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高光譜數(shù)據(jù)的東海近海懸浮泥沙濃度估測(cè)研究[J]. 陳雯揚(yáng),許惠平. 水運(yùn)工程. 2010(02)
[2]基于TM影像的太湖夏季懸浮物和葉綠素a濃度反演[J]. 李云亮,張運(yùn)林. 遙感信息. 2008(06)
[3]水體氮磷高光譜遙感實(shí)驗(yàn)研究初探[J]. 龔紹琦,黃家柱,李云梅,陸皖寧,王海君,王國(guó)祥. 光譜學(xué)與光譜分析. 2008(04)
[4]海表面鹽度遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 王杰,矯玉田,曹勇,史久新. 海洋技術(shù). 2006(03)
[5]基于中巴地球資源1號(hào)衛(wèi)星的太湖表層水體水質(zhì)遙感[J]. 雷坤,鄭丙輝,王橋. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[6]單窗算法的大氣參數(shù)估計(jì)方法[J]. 覃志豪,LI Wenjuan,ZHANG Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner. 國(guó)土資源遙感. 2003(02)
[7]用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據(jù)演算地表溫度的單窗算法[J]. 覃志豪,Zhang Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner. 地理學(xué)報(bào). 2001(04)
[8]應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)太湖水質(zhì)狀況[J]. 王學(xué)軍,馬廷. 環(huán)境科學(xué). 2000(06)
[9]應(yīng)用TM數(shù)據(jù)估算沿岸海水表層時(shí)綠素濃度模型研究[J]. 陳楚群,施平,毛慶文. 環(huán)境遙感. 1996(03)
[10]利用微波輻射計(jì)航空遙測(cè)海水鹽度的研究[J]. 劉錫安,劉為肖,譚世祥. 河北工學(xué)院學(xué)報(bào). 1993(01)
本文編號(hào):2969803
【文章來(lái)源】:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域及樣點(diǎn)分布圖
圖 4.2 ETM 熱紅外 b6波段反演海溫與實(shí)測(cè)海溫對(duì)比4.2.2 懸浮顆粒物在近岸海域,尤其是河流入海口,淡水徑流帶來(lái)大量的顆粒懸浮物,使其附近海水中固體懸浮物明顯增大,此時(shí)固體懸浮物含量越大,代表注入的淡水量越大,相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的海水鹽度降低。懸浮顆粒物質(zhì)是影響海洋水色的重要物質(zhì)之一,這些物質(zhì)的光譜特性和物質(zhì)的自然顏色成份、大小分布一樣,是多種多樣的。陳雯揚(yáng)等[39]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)水上光譜測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析,得出以下結(jié)論:(1)近海水體反射率光譜具有“雙峰”現(xiàn)象,較低濃度水體第一個(gè)反射峰在 580 nm 左右,較高濃度水體的第一個(gè)反射峰出現(xiàn)在 560~720 nm;第二個(gè)反射峰穩(wěn)定在 810 nm 左右。(2)選擇 815 nm 波段,基于最小二乘法建立了與泥沙濃度的關(guān)系,經(jīng)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)反射率與泥沙濃度對(duì)數(shù)的回歸方程擬合效果最好,即指數(shù)方程優(yōu)于線性方程。(3)選擇 R815/R555波段比
感反演結(jié)果表明: ETM 第 6 波段低增益和高增益方式反演的地表溫度 Ts1、Ts2與實(shí)測(cè)溫度 T 高度相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0.69 以上,尤其是高增益方式反演得到的地溫 Ts2比低增益方式反演的 Ts1更接近真實(shí)溫度 T,其與實(shí)測(cè)溫度 T 的相關(guān)系數(shù)達(dá)到 0.90,且誤差均在 0.5K 以下;谏鲜隼碚撆c數(shù)據(jù)支持,研究利用 2009 年香港海域全年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,探索鹽度與其一級(jí)影響因子溫度的定量關(guān)系,并試圖建立其與 ETM 第 6 波段之間的單因子定量反演模型。(1)實(shí)測(cè)溫度與鹽度的關(guān)系利用研究區(qū) 36 個(gè)測(cè)點(diǎn) 2009 年 12 個(gè)月的共 432 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。首先對(duì)溫度進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),剔除觀測(cè)異常值。研究使用 Q-Q 圖分析溫度取值的正態(tài)分布情況,如圖 4.3 所示,溫度(T)取值范圍 289.1K-303.8K,平均值 297.2K。根據(jù) Q-Q 正態(tài)分析結(jié)果,log 形式的溫度取值基本符合正態(tài)分布。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高光譜數(shù)據(jù)的東海近海懸浮泥沙濃度估測(cè)研究[J]. 陳雯揚(yáng),許惠平. 水運(yùn)工程. 2010(02)
[2]基于TM影像的太湖夏季懸浮物和葉綠素a濃度反演[J]. 李云亮,張運(yùn)林. 遙感信息. 2008(06)
[3]水體氮磷高光譜遙感實(shí)驗(yàn)研究初探[J]. 龔紹琦,黃家柱,李云梅,陸皖寧,王海君,王國(guó)祥. 光譜學(xué)與光譜分析. 2008(04)
[4]海表面鹽度遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 王杰,矯玉田,曹勇,史久新. 海洋技術(shù). 2006(03)
[5]基于中巴地球資源1號(hào)衛(wèi)星的太湖表層水體水質(zhì)遙感[J]. 雷坤,鄭丙輝,王橋. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(03)
[6]單窗算法的大氣參數(shù)估計(jì)方法[J]. 覃志豪,LI Wenjuan,ZHANG Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner. 國(guó)土資源遙感. 2003(02)
[7]用陸地衛(wèi)星TM6數(shù)據(jù)演算地表溫度的單窗算法[J]. 覃志豪,Zhang Minghua,Arnon Karnieli,Pedro Berliner. 地理學(xué)報(bào). 2001(04)
[8]應(yīng)用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)太湖水質(zhì)狀況[J]. 王學(xué)軍,馬廷. 環(huán)境科學(xué). 2000(06)
[9]應(yīng)用TM數(shù)據(jù)估算沿岸海水表層時(shí)綠素濃度模型研究[J]. 陳楚群,施平,毛慶文. 環(huán)境遙感. 1996(03)
[10]利用微波輻射計(jì)航空遙測(cè)海水鹽度的研究[J]. 劉錫安,劉為肖,譚世祥. 河北工學(xué)院學(xué)報(bào). 1993(01)
本文編號(hào):2969803
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