基于modis数据的渤海海水重要参数提取技术与探测系统

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1、独创声明本入声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得(注!垫遗查墓地重要挂剔虚盟盟：奎拦亘窒≥或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：王孑签字日期：2闪夕年／月莎日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机

2、构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：立孑导师签字：歹彰肋纪签字日期：力叩年步月驴日签字日期："7年／月占日基于MODIS数据的渤海海冰重要参数提取技术与探测系统0引言本文的支持课题是国家863计划“渤海海

3、洋生态环境监测技术系统"的02子课题“卫星遥感监测业务系统”。渤海海域及其沿岸地区是中国重要的经济区之一。渤海位于37。～42。N纬度附近，每年冬季都有不同程度的结冰现象，海上流冰范围及其分布受天气与潮流等因素的影响，每日都有不同程度的变化。海冰冻结及海冰漂移对海上航运，海上油气勘探及海上生产等有不同程度的影响。海冰已造成多次石油平台倒塌、船舶受损、航运受阻等严重灾害，每到重冰年海上工程设施及人员的安全都会受到严重威胁，严重时甚至造成海冰灾害。环渤海经济蓬勃发展对渤海冰情定量化和客观化的高精度监测

4、和预报提出了迫切的要求。1969年渤海特大冰封以来，中国开始了初步的海上冰情调查和观测，海冰业务监测和预报也引起了人们重视。随着遥感技术的发展，卫星遥感为海冰大范围监测和预报提供了实时资料来源。卫星遥感具有观测周期短，观测面积大，观测项目多和同步性强的特点，是实时监测海冰的有效工具。海冰卫星遥i，感监测和其它海洋水文和气象监铡相结合，为气、冰、海相互作用研究提供了基础，为发展冰、海洋耦合模式提供基础资料。本文给出了利用MODIS数据提取海冰外缘线的实用算法，并优化冰水识别方法；在此基础上，建立了基

5、于MODIS数据的渤海海冰探测系统，提取海冰各要素信息：最后利用系统提供的产品结合气温统计资料，分析了2008．2009年冬季渤海冰情。本文共分五章，各章的主要内容如下：第一章介绍了目前国内外海冰研究现状和国家海洋局北海预报中心现有的海冰预报业务情况。，第二章利用凝聚层次聚类算法的优势，将基于凝聚层次聚类图像分割算法应用到海冰外缘线提取上，给出了数据源为MODIS彩色图像数据的基于凝聚层次聚类的遥感影像分割算法，在冰水识别的基础上对此算法进行改进，同时优化冰水识别参数。第三章为系统设计部分。首先进

6、行系统需求分析，在此基础上介绍系统的总体框架设计，然后进行系统详细设计，包括数据导入模块的设计与实现、数据预基于MODIS数据的渤海海冰重要参数提取技术与探测系统处理模块的设计与实现、信息提取模块的设计与实现、专题图制作模块的设计与实现及辅助功能的设计与实现。第四章为系统示范应用，利用基于MODIS数据的渤海海冰探测系统得到的海冰面积产品、海冰外缘线产品和海冰外缘线距湾底距离产品，结合气温统计资料分析2008．2009年冬季渤海冰情和渤海海冰时空变化。第五章对全文做了总结，提出需要进一步开展的工作

7、。2基于MODIS数据的渤海海冰重要参数提取技术与探测系统1海冰信息提取技术与探测系统基本情况介绍1．1国内外研究现状由于常规现场观测的局限性，且随着地学遥感技术的发展，海冰遥感很快发展起来。卫星遥感技术的应用为海冰监测提供了新手段，遥感技术能快速、周期性地提供海冰的大量信息，提高了海冰监测的速度和质量。卫星遥感具有大面积、快速获取海冰冰情信息的技术优势，随着航天技术的发展，已逐渐成为海冰监测的一种重要手段，为海冰灾害预报及警报提供了有效的数据保障。发达国家从20世纪60年代开始卫星观测业务，70

8、年代初美国的NOAA卫星装载的甚高分辨率辐射计AVHRR，第一次能够获得时空连续的海冰观测资料。1999年底发射的第一颗TERRA卫星上的MODIS探测仪器是当前世界上新一代“图谱合一"的光学遥感仪器，具有36个光学通道，分布在0．4"'14um的电磁波谱范围内。我国海冰监测已有近半个世纪的历史，传统监测方法包括海洋站观测、沿岸或冰区冰情调查、雷达测冰等，这些方法受到空间和时间的限制，特别是在大范围空间信息获取、时间动态监测以及数据更新等方面无法满足现实工作的要求。随着遥感技术的发