藻類水體離水輻射光譜的熒光偏振識(shí)別研究.pdf_第1頁(yè)
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1、富營(yíng)養(yǎng)化水體中,藻類和其它浮游植物會(huì)大量繁殖,而藻類細(xì)胞中葉綠素所占的比例比較穩(wěn)定,因此葉綠素濃度是反映水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。藻類細(xì)胞內(nèi)的葉綠素分子吸收光能后,會(huì)以釋放能量的形式發(fā)射葉綠素?zé)晒?,因此葉綠素?zé)晒饪梢宰鳛榻乒浪闳~綠素濃度的一個(gè)重要參數(shù),準(zhǔn)確提取離水輻射中的葉綠素?zé)晒鈱?duì)遙感監(jiān)測(cè)水體中的葉綠素濃度并且對(duì)水環(huán)境評(píng)價(jià)等具有重大的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。
  本文對(duì)藻類水體離水輻射光譜的熒光偏振識(shí)別進(jìn)行了研究。在大

2、氣海洋系統(tǒng)中,入射的太陽(yáng)光會(huì)被大氣海洋系統(tǒng)的各種分子、氣溶膠和水溶膠散射,同時(shí)被海表反射,這些過程都會(huì)改變光的偏振態(tài)。被散射和反射的太陽(yáng)光是部分偏振光,并且包含了能夠反映大氣海洋系統(tǒng)中的氣溶膠和懸浮物的本質(zhì)特征的信息。水中顆粒物的彈性散射光是部分偏振光,而葉綠素?zé)晒鈩t是非偏振光,基于該特征并利用偏振技術(shù)可從總離水輻射信息中分離出熒光,從而達(dá)到遙感反演葉綠素濃度的目的。但對(duì)于近岸復(fù)雜水體,該方法能否適用并不清楚,基于此,實(shí)驗(yàn)通過偏振測(cè)量系

3、統(tǒng),具體分析了不同葉綠素濃度和無機(jī)顆粒物濃度,以及光源入射角,水表面有風(fēng)情況對(duì)偏振分離方法的影響。本文選用抑食金球藻,強(qiáng)壯前溝藻和海洋原甲藻作為試驗(yàn)藻種,利用地物光譜儀結(jié)合偏振器通過兩種觀測(cè)方式完成了室內(nèi)條件下葉綠素?zé)晒馄穹蛛x實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,斜入射情況下,光源入射天頂角在30°-60°時(shí),測(cè)量結(jié)果更為可信,入射角為45°時(shí)分離效果最好。對(duì)含不同濃度葉綠素的藻類水體,均能較好地分離出葉綠素?zé)晒?,但葉綠素濃度過低時(shí),分離結(jié)果的誤差較大,相

4、較而言,高濃度葉綠素水體的分離結(jié)果更為可靠。對(duì)含不同濃度無機(jī)顆粒物的藻類水體,分離出的熒光峰會(huì)隨濃度增加有降低趨勢(shì),但是當(dāng)顆粒物濃度達(dá)到3×105 mg/m3時(shí),反演結(jié)果仍然可靠。表面有風(fēng)情況下,測(cè)量出的光譜曲線波動(dòng)較大,但是并不影響熒光分離。同時(shí)也在秦皇島海域進(jìn)行了赤潮水體和懸浮泥沙水體的現(xiàn)場(chǎng)偏振測(cè)量,結(jié)果表明對(duì)赤潮水體,偏振分離熒光方法仍然具有一定的適用性,表明利用偏振方法分離葉綠素?zé)晒鈱?duì)遙感探測(cè)近岸水體的葉綠素濃度及赤潮監(jiān)測(cè)均具有

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