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海启星感知实验室实现高分遥感数据监测

作者:海启星 来源:广东海启星海洋科技有限公司 日期:2018-03-28 10:17:44

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“十三五”时期是海洋经济发展的重要战略机遇期,随着大数据战略的全面推进,数据驱动的创新不断向经济社会各行业、各领域广泛应用。海洋大数据因其涉及学科领域众多、覆盖范围具有全球性的独特性。在此背景下,广东海启星海洋科技有限公司为更进一步迈向海洋大数据时代,于2017年11月30日成立海洋感知研发实验室。

海洋感知研发实验室以海洋气象的数值模拟技术、遥感数据融合技术、数据同化技术、为防灾减灾提供数值模拟产品与遥感产品。其中遥感研发方向主要为通过对海岸带、海岛、海洋水域的遥感信息提取,为海岸带及海岛管理、海洋环境监测、海洋灾害监测提供依据。海洋气象数值模拟通过对海洋风、浪、流、温、压、湿等常规要素监测,对海洋中尺度涡、上升流、黑潮等动力过程进行模拟,并有海雾、海洋溢油、泥沙运移等专题模拟预报,为海洋生态环境监控、海洋防灾减灾、海洋渔业发展、海洋气象预报提供专题服务与辅助分析。同时,海洋感知研发实验室通过广东海启星海洋科技有限公司自主研发的C-Star三维可视化平台,将浮标、雷达站、海洋站、走航、遥感等平台数据进行实时展示,实现实时监控、辅助分析、灾害预警和评估及行政决策等综合功能。

近期,广东海启星海洋科技有限公司海洋感知研发实验室以珠江入海口地区为研究对象,通过遥感观测技术数据进行水体水色参数定量反演,以较高的反演精度,实现水体叶绿素浓度、悬浮物浓度、浊度、有色可溶性溶解物等主要参数的“米级”高分辨率显示,为近海岸水体水色参数遥感业务化监测提供了新思路与方法。

近岸海表温度遥感反演

海表温度(SST)是建立大气与海洋边界条件的一个关键变量,它影响着海洋表面与大气的感热和潜热交换,对地球天气和气候变化起到了至关重要的作用。卫星遥感方法是获取大面积的SST资料十分便捷的途径;要体现海洋SST变化,采集的空间分辨率是至关重要的。目前,全球遥感观测通常都以大中尺度的大面积海域为主要研究内容,涉及到各大洋甚至全球尺度的海洋变化,其空间分辨率均在1km 或者1km以上,可以满足对大范围SST研究的需要,我们将这些卫星反演的SST 简称为低分辨率遥感SST。而小尺度研究范围则较小,对其进行研究需要较高空间分辨率的卫星数据,其空间分辨率一般在几十米,几米甚至更小的范围,其反演的SST简称为高分辨率遥感SST。因此,广东海启星海洋科技有限公司将以landsat8数据为基础,探讨在近岸港湾遥感SST反演中的有效性,从而拓展landsat、HJ-1B等卫星这些陆地资源卫星在海洋上的应用,同时增加人们反演高分辨率遥感SST的经验和高分辨率卫星数据在近海岸的应用。

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高分辨率遥感数据反演近岸海表温度显示图

叶绿素浓度遥感反演

叶绿素是影响水体水质的一大因素,叶绿素浓度的遥感反演利用的是叶绿素的光谱特性,利用高分辨率卫星数据对近海岸区域水体叶绿素 a 浓度进行监测,得到高分辨率水体叶绿素分析结果图,对近海岸环境保护,水箱养殖都有很大的影响。

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高分辨率遥感数据反演近岸叶绿素a卫显示图

悬浮物浓度遥感反演

悬浮物,是指单位体积水体中含有的悬浮颗粒的总质量,主要包括无机物(矿物)和有机物(碎屑和浮游植物),其反映了水体的透明度,是水质的一个重要指标,对水质管理非常重要。悬浮物浓度是最先实现遥感监测的水体水色参数之一,悬浮物的反射光谱主要受到其浓度、颗粒大小和组成成分的影响。与叶绿素遥感反演相比,悬浮物的遥感反演研究要少的多,主要原因是要从遥感信号里将叶绿素浓度和悬浮物浓度分离出来具有很大的挑战性。伴随着遥感技术的飞速发展,悬浮物浓度的遥感反演模型也越来越成熟,对研究区域的精度误差要求也越来越高,广东海启星海洋科技有限公司在此原有基础上进行模型的修改和实测数据的对比,得出近岸悬浮物定量分析模型。

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高分辨率遥感数据反演近岸悬浮物浓度显示图

浊度遥感反演

浊度是用来评估沿海和内陆水体水质状况的基本参数,浊度能够影响光线的传播,从而影响浮游植物和水底植物的生产力以及水生动物的呼吸作用。浊度的变化也有助于理解总悬浮物浓度或沉积物的分布,进而为研究化学物质和污染物的分解和运动提供有效信息。卫星遥感是估算浊度的理想工具,因为它们能够提供长时间的动态监测。

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高分辨率遥感数据反演近岸浊度显示图

近年来,国内外利用卫星数据和实测高光谱数据,对于近海岸水体水色研究发展了各种各样的反演算法,但是,当前的模型主要针对内陆水体,对于近海岸水体、河流入海口等相关的研究较少。广东海启星海洋科技有限公司海洋感知研发实验室坚持开放、创造、科学的创办思想,以海洋科学领域基础研究为方向,致力于海洋防灾减灾、海洋生态修复、海洋大数据等领域,让更多的人来理解海洋概念,熟悉海洋行业的业务需求;同时也能增加与高等院校、研究机构及领域内专家、团队的交流和合作共赢能力,带来更多的发展机遇。