基于遙感技術(shù)的近海海域懸浮泥沙反演研究——以舟山海域為例.pdf

1、海洋水體里的懸浮泥沙濃度(SSC)這一參數(shù)，是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要指標，在與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的近海岸地帶，往往有著極大的濃度，水體會對來自外部的太陽輻射產(chǎn)生散射、吸收等作用，而懸浮泥沙的存在會極大的改變這種水體的光學特性，由于海水中存在很多的綠色浮游植物的光合作用需要太陽輻射，因此，懸浮泥沙濃度在一定程度上影響著海洋內(nèi)部的初級生產(chǎn)力，進而改變海洋生態(tài)環(huán)境。另一方面，懸浮泥沙的運動，主要為泥沙的沉積、輸送等過程，間接影響著沿海地區(qū)漁業(yè)、

2、港口建設(shè)等事業(yè)的發(fā)展。近年來，利用遙感技術(shù)監(jiān)測海洋中的懸浮泥沙濃度的時空分布發(fā)展迅速，相比傳統(tǒng)的船測更加高效、及時。
　　本文收集實地測量的目標水體的光譜數(shù)據(jù)與海水樣本數(shù)據(jù)，在研究目標水體光譜特性曲線的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計分析舟山近海海域水體反射率光譜和懸浮泥沙泥沙濃度之間的關(guān)系，建立統(tǒng)計回歸模型，并結(jié)合理論模型，建立舟山近海海域懸浮泥沙濃度遙感反演模型。利用多種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遙感影像的反演應(yīng)用，通過遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測大范圍的懸浮泥沙濃度時

3、間和空間上的分布。
　　本文的主要成果如下:
　　1.舟山近海海域的含沙水體遙感反射率均小于0.06sr-1，且總體的遙感反射率趨勢隨懸浮泥沙濃度的增大而增大。不同懸浮泥沙濃度的水體，其反射率曲線有明顯差異，但是曲線整體呈現(xiàn)兩個峰值，且第一個峰值明顯大于第二個峰值，當泥沙濃度較低時，第二個峰值不明顯。第一個峰值位于550-600nm的黃光波段，第二個峰值位于800nm左右的近紅外波段。在400～550 nm波段范圍內(nèi)，遙感光

4、譜反射率對懸浮泥沙濃度的變化反映不敏感，當懸浮泥沙濃度達到一個特定的范圍值的時候，遙感反射率在600-700nm波段其變化很小，此時第一個峰值已經(jīng)不明顯。
　　2.利用Landsat8陸地成像儀(OLI)遙感數(shù)據(jù)反演懸浮泥沙濃度的反演回歸模型，研究發(fā)現(xiàn):OLI第4波段對懸浮泥沙變化的敏感度最高，OLI第4和第2波段遙感反射率之比的波段組合對于反演泥沙濃度具有最高的相關(guān)系數(shù)，OLI第4和第3波段遙感反射率之比的二次多項式模型有較好的

5、反演效果，絕對誤差為23.18 mg/L,相對誤差為55％。
　　3.在利用環(huán)境衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)建立水體遙感反射率與懸浮泥沙濃度的對數(shù)反演模型，發(fā)現(xiàn):Re(3)/Re(1)和Re(3)/Re(2)波段組合有著較高的相關(guān)性和反演精度，而(Re(2)+Re(3))/Re(2)/Re(3)的波段組合有著最高的反演精度，反演的平均相對誤差在19.45％。并利用HJ-CCD遙感數(shù)據(jù)，繪制泥沙濃度分布圖，能夠較好的反映舟山近海海域的懸浮泥沙濃度