新闻详细 新闻中心

海启星实现高分辨率遥感数据对近岸水质的监测

作者:海启星 来源:广东海启星海洋科技有限公司 日期:2018-03-16 15:30:30

0.jpg

在水质研究中,常用的观测手段有现场观测和遥感观测。一般海洋水质监测都依赖于现场观测,这种监测方法具有较高的精密度和准确度,但是耗时、费力,而且难以获得大面积水域的同步观测数据。而遥感监测不仅速度快、范围大、成本低、周期短,还可以有效模拟水质参数在空间和时间上的变化状况,发现一些常规方法难以揭示的污染源和污染物迁移特征,在近岸水质研究中具有不可替代的优势。我司通过遥感观测数据进行水体水色参数定量反演,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高分辨率显示。

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,我司将以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的经验和增加高分辨率卫星数据在近海岸的应用。

1521187172872007.png

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,我司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。

1521187220192807.png

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,我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。

1521187261502621.png

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。

1521187305474590.png

高分辨率遥感数据反演近岸浊度显示图

从以上对叶绿素浓度、悬浮物浓度和浊度的国内外研究现状的总结中可以看出,近海岸水体的水色遥感参数遥感反演发展迅速,利用卫星数据和实测高光谱数据,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。我司以珠江入海口地区为研究对象,提出和修改水色参数分区反演的方案,具有较高的反演精度,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。