基于卫星影像的海洋信息检测能力与技术方法分析——以渤海海区为例

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1、硕士学位论文第一章绪论俄、法、日等世界海洋观测能力强国行列。1．2．2我国海洋遥感应用成果简介根据光学性质海水可划分为～类水体和二类水体【4-5】。一类水体其光学特性主要由浮游植物及其降解物决定，大洋开阔水体为典型一类水体；二类水体的光学性质则受到浮游生物、悬浮物质、黄色物质、水底反射等因素影响，光学性质极为复杂，二类水体主要位于近岸、河口等受陆源物质排放影响较为严重的区域。我国近海为典型二类水体，光学性质的复杂加大了我国海洋监测的难度。已如上述，我国海洋遥感监测的基础研究起步较晚，一些研究学者从20世纪八十年代初期开始在沿海地区进行海洋水色遥感定量研究。虽然起步

2、晚，难度大，我国在海洋动力遥感观测，海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量，海洋水色遥感，海洋污染监测，海冰观测，海岸带变化等海洋遥感监测方面取得了一定的成果。就海洋动力观测方面，毛庆文等利用Geosat卫星在1987年和1988年执行REM任务的雷达高度计资料分析获取了南海海面动力高度偏差的季节分布【61；贺志刚等选择4个南海卫星跟踪Argos漂流浮标及同期的TOPEX／Poseidon卫星遥感海面高度资料，研究了南海海域涡旋的活动及空间结构[71等。．水深遥感测量方面，张鹰等将遥感及地理信息系统技术结合用于测量潮汐水道及潮滩水深，计算和分析淤泥质潮滩冲淤演变过程的

3、方法，得到了两个不同时相水深点高程与高程等值线的叠合图，冲淤分布图等【8】；傅斌，黄韦艮等根据星载合成孔径雷达(SAR)浅海水下地形和水深成像机理，建立了浅海水下地形和水深雷达后向散射截面仿真模型，并分析了星载SAR浅海水下地形的观测能力与地形的高度、坡度以及方向的关系【91等。海洋水色遥感方面，李四海等利用海洋水色卫星Seastar／SeaWiFS数据和准同步实测表层含沙量资料，建立了长江口区悬浮泥沙遥感定量模式【lo】；赵辉等以南海海域不同时相的SeaWiFS卫星遥感叶绿素浓度资料为基础，分析了多年平均的南海叶绿素浓度的时空分布【ll】；中国海洋大学对我国渤海

4、海域水色遥感进行了研究，分析了叶绿素垂向分布结构对水色遥感的影像，并建立了渤海海域参数化的基于“半分析’’原理的水色遥感模型112】等。海洋污染监测方面，李四海等以渤海为试验区利用中巴资源卫星一号CCD数据，结合实测资料进行研究，结果表明中巴资源卫星数据可以在入海口污染扩散监测、近岸海洋石油开发活动监测、滩涂养殖污染监测、海域环境监测等方面发挥重要作用【13】；赵冬至等利用AVHRR数据采用波段比值法对近岸海域叶绿素和赤潮的探测方法进行了研究【14】；大连海事大学对渤海溢油事故的监测开展了大量研究，马里结合2004年4月发生在曹妃甸海域油田的大面积溢油事故的调查3

5、硕士学位论文第一章绪论工作，并对此前两年的卫星遥感溢油监测技术及此区域卫星遥感溢油监测资料进行比较、分析、试验，得出了溢油卫星遥感图像处理中的简单、实用的方法Il5。，白春江在综合各种遥感监测系统和海事局等相关部门的基础上，建立了主要以卫星遥感为主的渤海海域溢油监测综合系统，并对2004年4月渤海湾海域石油钻井平台溢油事故和2005年4月大窑湾外海域溢油事故进行了监测【16】；中国海洋大学就MODIS数据在海上溢油事件的观测进行了研究，结果表明，在进行溢油信息提取时，在可见光区域可选择光谱比值图像以凸现油膜特征，而在近红外区域则选用原油辐亮度图像【17】等。海冰、

6、海岸带变化等方面，国家海洋环境预报中心开发的渤海海冰卫星遥感监测业务系统，获得了系统的海冰遥感资料，在海冰业务预报和数值预报试验中发挥了作用fl列；韩素琴等利用MODIS数据得到了12月和翌年1月三个不同时相的渤海海冰分布情况，结果表明MODIS提取海冰纹理很清楚【19】；朱小鸽应用多时相Landsat卫星遥感图像，采用神经网络分类方法，监测海岸线的变化并计算增加的陆地面积，并得出了海岸线变化的主要原因【201等。1．3遥感变化检测方法及其在海洋监测中的应用遥感变化检测技术是以多源遥感数据为基础，以知识库为辅助对不同时段的目标、现象、过程状态的变化进行识别、分析的

7、计算机图像处理技术【2lJ，包括多源数据的获取、原始数据预处理、变化信息提取及变化性质确定、变化信息后处理及检测精度评价等内容，主要目的在于：判断目标是否发生变化，确定发生变化的区域，鉴别变化的类别，评价变化的时间和空间分布模式【捌。由于遥感变化检测软件平台的研制和应用领域的不断扩大，使遥感变化检测技术朝着工业化产业化的方向发展，有效提取海量遥感数据中的变化信息，并用于环境、农业、生态系统以及人类面临的各种自然灾害的预防，是目前遥感应用研究的热点问题。如何实时准确的获得地表真实的变化信息成为了理解人类与自然关系、有效管理利用自然资源的关键。随着遥感多源信息不断丰富

8、并适应于计