針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)缺乏的情形,提出了一種新的利用GOCI影像反演渤海海域表層懸浮泥沙濃度（SSC）的方法。應(yīng)用mMUMM大氣校正算法對(duì)GOCI數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正處理得到的GOCI遙感反射率產(chǎn)品后,以MODIS影像反演得到的表層懸浮泥沙濃度（SSC）作為參考值,對(duì)已應(yīng)用于渤海的4種SSC反演模型進(jìn)行參數(shù)化擬合,最后通過(guò)對(duì)比確定了效果最好的參數(shù)化SSC經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⑶疫M(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯示最優(yōu)參數(shù)化模型的平均相對(duì)誤差絕對(duì)值（16.0%）和均方根誤差（12.2 mg/L）均相對(duì)較低,表明該模型可適用于渤海海域GOCI數(shù)據(jù)的SSC反演。通過(guò)采用建立的最優(yōu)參數(shù)化SSC反演算法對(duì)2015年12月至2016年11月的GOCI數(shù)據(jù)對(duì)渤海海域的季節(jié)平均SSC進(jìn)行了估計(jì)和分析。相比其他區(qū)域,渤海灣、萊州灣、遼東灣等3個(gè)海灣和黃河口附近沿岸SSC相對(duì)較高;3個(gè)海灣水體區(qū)域,從沿岸向離岸方向SSC由高變低,具有明顯的濃度梯度;季節(jié)上,整個(gè)渤海海域SSC在冬季最高,夏季最低,春季與秋季相差不大。渤海SSC這些明顯的空間分布特征、季節(jié)變化特性與前人研究結(jié)果一致,表明該算法應(yīng)用于渤海可行。 

【文章來(lái)源】：海洋湖沼通報(bào). 2020,(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

MODIS與GOCI數(shù)據(jù)555nm波段輻亮度影像

SSC=0.6358×exp(87.65×Rrs555) (3)表2 模型擬合結(jié)果Table 2 Model fitting results 模型 系數(shù) 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

為檢驗(yàn)公式(3)的精度,選取了研究區(qū)內(nèi)基本無(wú)云影響的2015年4月22日MODIS和GOCI影像進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)前述模型優(yōu)化的有關(guān)步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到SSC參考值和GOCI遙感反射率后,進(jìn)一步利用公式(3)對(duì)GOCI遙感反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行SSC反演(圖3(a)、(c)分別表示了MODIS和GOCI對(duì)應(yīng)的SSC反演結(jié)果,其中MODIS數(shù)據(jù)使用Yu模型反演,GOCI數(shù)據(jù)使用公式(3)反演),最后使用圖2的網(wǎng)格點(diǎn)提取出對(duì)應(yīng)的MODIS和GOCI反演的SSC進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果如圖5所示,其中實(shí)線表示由散點(diǎn)擬合的直線(y = 0.8748x+1.0239, R2 = 0.8993),虛線表示直線y = x。從圖5可以看出,樣點(diǎn)均勻分布在實(shí)線兩側(cè)。由R2(0.8993)可知,模型預(yù)測(cè)值與參考值有較高的相關(guān)性。進(jìn)一步計(jì)算得到平均相對(duì)誤差絕對(duì)值(Mean ARE)為16.0%,均方根誤差(RMSE)為12.2 mg/L。相關(guān)散點(diǎn)分布和統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明公式(3)對(duì)應(yīng)的SSC反演模型精度很好,可以應(yīng)用于渤海海域SSC的估算。圖5 SSC散點(diǎn)圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于GOCI的渤海懸浮物分布及日變化遙感初探[J]. 孟慶輝,王林,陳艷攏,王祥,曾怡樂(lè).  海洋技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]Ⅱ類水體懸浮泥沙遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[J]. 龐毓雯,周斌,殷守敬,于之鋒,華康,何賢強(qiáng).  杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[3]渤黃海海域懸浮體季節(jié)性分布及主要運(yùn)移路徑[J]. 肖合輝,王厚杰,畢乃雙,吳曉,王愛(ài)美,張勇.  海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì). 2015(02)
[4]基于GOCI的近岸高濃度懸浮泥沙遙感反演——以杭州灣及鄰近海域?yàn)槔齕J]. 江彬彬,張霄宇,黃大松,杜泳,楊頂田,姚玲玲.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2015(02)
[5]渤海表層懸沙的時(shí)空分布特征及其動(dòng)力成因[J]. 龐重光,李坤,于煒.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2014(04)
[6]黃渤海風(fēng)、浪、流等海洋水文要素特征分析[J]. 張江泉,鄭崇偉,李榮川,錢粵海.  科技資訊. 2013(31)
[7]渤海表層懸浮泥沙的空間模態(tài)及其時(shí)間變化[J]. 龐重光,于煒.  水科學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[8]渤海海底地形特征[J]. 陳義蘭,吳永亭,劉曉瑜,周興華,雷寧.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[9]渤海懸浮物分布的遙感研究[J]. 崔廷偉,張杰,馬毅,趙文靜,孫凌.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2009(05)
[10]懸浮泥沙濃度的測(cè)量[J]. 唐兆民,何志剛,韓玉梅.  中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(S2)

博士論文
[1]黃河口水體生物光學(xué)性質(zhì)逐時(shí)變化的靜止海洋水色衛(wèi)星遙感探測(cè)研究[D]. 郝艷玲.中國(guó)海洋大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于GOCI影像的長(zhǎng)江口及鄰近海域有色溶解有機(jī)物（CDOM）遙感反演及其逐時(shí)變化分析[D]. 孫璐.浙江大學(xué) 2017
[2]極軌和靜止軌道衛(wèi)星多傳感器反演長(zhǎng)江口表層懸浮顆粒物濃度及其變化[D]. 彭翔翼.華東師范大學(xué) 2015
[3]基于GOCI的渤黃海懸浮物濃度遙感反演及缺失數(shù)據(jù)填補(bǔ)研究[D]. 于小淋.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[4]黃海懸浮體分布及季節(jié)性變化[D]. 余佳.中國(guó)海洋大學(xué) 2012



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