基于多源卫星的渤黄海浊度分布特征研究

论文摘要

浊度是水质测量中的一项重要参数,它是水体质量的综合要素,是水质环境监测的一个重要指标。浊度会引起水体温度垂直结构的改变,对海洋初级生产力有重要影响,同时对研究海洋生态和生物化学过程、水动力环境与物质运输也有特殊意义。传统的海洋观测手段具有局限性,而卫星遥感技术具有时间长、范围大的监测优势,为海洋的浊度动态变化提供了较理想的手段。总结前人研究发现:对于高浊度水体的研究比较少,且利用VIIRS卫星对水体浊度的研究几乎没有。因此,本研究以渤黄海为研究区域,采用平台浮标和航次观测的现场浊度数据,与卫星进行高时空同步的匹配,建立了一个基于VIIRS卫星的渤黄海水体浊度的遥感反演算法,并对算法进行精度验证,最终得到了一个适用于渤黄海水体浊度的稳定的算法。将建立的新算法应用于MODIS和GOCI卫星上,进行算法的适用性检验。然后运用建立的新算法对渤黄海水体浊度进行时空分布特征研究,得到不同月份、季节和年份的浊度变化规律以及不同区域典型的分布特点。主要研究结果如下:（1）通过对VIIRS卫星数据进行敏感性波段测试,分析遥感反射率光谱特征,发现对渤黄海水体浊度信号最敏感的波段为486nm波段;进而尝试不同波段组合形式,另外对两种组合形式的算法进行稳定性检验,最终得到单波段形式(log10Rrs（7）?3（8）)构建的模型估算精度最高,其模型的相关系数R2为0.974、RMSE为16NTU、MAE为23NTU、MRE为34.63%。（2）将新建立的算法应用于MODIS与GOCI卫星传感器上验证其适用性,发现其适用性良好,三个卫星估测精度效果为:MODIS与VIIRS模拟效果较接近,GOCI次之。（3）渤黄海水体浊度从时间上来看主要呈现为912月水体浊度逐渐增大;13月水体浊度基本保持稳定;46月水体浊度逐渐减小;7月、8月水体浊度则又保持稳定。在季节尺度上分布为冬季水体浊度维持在一个较高的水平,春季浊度高值区逐渐收缩,于夏季达到最低,只在沿岸区域仍有较高的浊度,在秋季,浊度又开始逐渐升高。对于整个研究区域来看,2012年浊度值整体最低而2018年浊度值则整体最高。（4）渤黄海水体浊度从空间分布来看主要呈现为近岸高、远岸低。在渤海,浊度高值区主要分布在黄河河口、渤海湾、辽东湾湾底和辽东浅滩海域,而渤海海峡和渤海中部浊度较低;在黄海,浊度高值区集中在江苏近岸和朝鲜半岛西侧海域,尤其是苏北浅滩地区浊度最高,且常年处于浊度高值状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 浊度遥感反演算法研究进展
•     1.2.2 采用卫星对水体浊度进行遥感反演
•   1.3 研究目标、研究内容和技术路线
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 技术路线
•   1.4 文章结构
• 第二章 研究区域与数据处理
•   2.1 研究区域概况
•   2.2 实测数据获取
•     2.2.1 浮标数据获取
•     2.2.2 航次数据获取
•   2.3 卫星资料获取
•     2.3.1 VIIRS、MODIS和 GOCI卫星数据介绍
•     2.3.2 卫星数据下载
•     2.3.3 数据预处理
•   2.4 模型评价指标
• 第三章 基于VIIRS卫星传感器的浊度算法
•   3.1 浊度遥感反演算法的建立
•     3.1.1 敏感波段的选择
•     3.1.2 算法模型的确立
•   3.2 模型的精度评价
•   3.3 算法适用性分析
•     3.3.1 MODIS数据的模型适用性分析
•     3.3.2 GOCI数据的模型适用性分析
•   3.4 本章小结
• 第四章 渤黄海浊度时空分布特征分析
•   4.1 月变化特征
•   4.2 季节变化特征
•   4.3 年变化特征
•   4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 论文主要结论
•   5.2 论文特色
•   5.3 下一步工作与展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 丁梦娇

导师: 王晓春,丘仲锋

关键词: 浊度,算法,时空分析

来源: 南京信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 南京信息工程大学

分类号: X55

DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000126

总页数: 58

文件大小: 5579K

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