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《黄,东海二类水体春季表观光谱特性与表层悬浮体浓度反演模式》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第2期海洋与湖沼Vol.41,No.22010年3月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICAMar.,2010黄、东海二类水体春季表观光谱特性*与表层悬浮体浓度反演模式1,23樊辉黄海军(1．云南大学亚洲国际河流中心昆明650091;2．山东省科学院地理信息技术研究中心济南250014;3．中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室青岛266071)提要利用Savitzky-Golay滤波信号处理方法,分析了南黄海、北东海2003年春季水色遥感试验所取得的遥感反射率和表层悬浮体
2、取样数据,以期探讨该海区近岸二类水体表观光谱及其导数光谱特性,及遥感反射率及其导数与水体表层总悬浮颗粒物浓度(TSS)和悬浮泥沙浓度(SS)的关系。结果表明,遥感反射率及其一阶导数均适于水体总悬浮颗粒物浓度与悬浮泥沙浓度反演,但其更高阶导数通常会抑制悬浮泥沙的作用则不建议采用;遥感反射率及其一阶导数与ln(TSS)、ln(SS)的相关性较其与TSS和SS更为显著。基于相关分析所筛选出的较优波段,建立了南黄海、北东海水域春季总悬浮颗粒物浓度与悬浮泥沙浓度统计反演模式。关键词Savitzky-Golay滤波、
3、遥感反射率、悬浮泥沙、光谱导数、最小二乘回归中图分类号P731近岸二类水体悬浮体浓度信息对于河口海岸带射率(Rrs)是水色遥感中极为重要的表观光学量,在研水质和水污染管理与监测、泥沙分布与运移模拟以及究二类水体水色三要素的浓度中起着至关重要的作泥沙淤、蚀动态平衡等方面研究都具有重要意义用,越来越多地被应用于水色遥感反演模型。(Curranetal,1988)。除传统现场取样外,航空或航天水色遥感定量反演模型可分为分析、半分析(或遥感光谱辐射观测为全面、快速、低成本、同步重复半经验)和经验(或统计)三种(M
4、oreletal,1980)。分析地获取这些信息开辟了另一蹊径。但其前提是,必须和半分析算法以辐射传输理论为基础,而经验模型建立卫星遥感信号与影响水体光谱特性的水色组分则主要考虑反射比或反射光谱导数。本文作者拟利用之间的定量关系。固有光学特性是定量描述水体光辐Savitzky-Golay滤波处理南黄海与北东海水体高光谱射传输的基础,其只受水体及所含各物质组分浓度观测数据,以分析研究区水体遥感反射率对表层总+−的影响。通过刚好水表面上(R0)或水表面下(R0)光谱悬浮颗粒物浓度和悬浮泥沙浓度的响应特性,再采
5、特性测量能搭建水体固有光学特性和卫星遥感信号用最小二乘回归分析方法企求构建本区表层总悬浮之间的联系(Dekkeretal,2002),再利用生物光学模颗粒物浓度与悬浮泥沙浓度遥感反演经验模型。型则可反演水体各组分浓度。近岸二类水体异于海洋1试验数据获取一类水体或纯水,其光谱响应特性存在很大的地区差异。因此,水体光谱特性实地测量对水色遥感反演高质量现场光谱实测数据的稀缺严重制约着我算法的发展极为重要。在二类水体中,目前唯一有效国沿海近岸二类水体水色遥感反演算法研究的发展。的表观光谱特性测量方法是水表面以上测
6、量法(简称为此,2003年春季国家卫星海洋应用中心联合香港科表面法)(唐军武等,2004)。表面法测量导出的遥感反技大学、中国科学院海洋研究所、国家海洋局北海分*国家自然科学基金项目,40706035和40676037号及国家863资助项目,2007AA12Z161号。①通讯作者:樊辉，E-mail:fanh@zhanlue.net收稿日期:2008-12-14,收修改稿日期:2009-03-16162海洋与湖沼41卷局等单位,在南黄海、北东海开展了一次二类水体水称重的小坩埚中,先用酒精灯将滤膜燃烧,再置
7、于色试验,具体站点分布见图1。500℃高温的马福炉中烘烧1h。烧失后所得重量为无机悬浮颗粒物重量(即悬浮泥沙重量),经高温燃烧后的损失量为有机悬浮颗粒物重量。2研究方法由于受照度、观测几何、海面状况和大气条件等多因素影响,海域水体表观光谱曲线不可避免会存在一些噪声,导致很难构建表观光谱特性与水体各组分浓度的经验关系模型。为此,不少学者运用光谱求导来消除背景信号与光谱要素叠合,并取得了较好结果(Chenetal,1992;Fraser,1998;Goodinetal,1993;Hanetal,1997;Ma
8、lthusetal,1995;Tsaietal,1998)。特别是基于偏最小二乘原理提出的Savitzky-Golay滤波,能较好地保持分析信号中的有用信息,且能同步实现平滑滤波与求导。本文作者利用Savitzky-Golay卷积法处理原始遥感高光谱数据,进而分析去噪后的遥感光谱反射率的0阶(即其本身)、1阶和2阶导数与水体表层总悬浮颗粒物浓度及悬浮泥沙浓度的相关性,再基于筛选出的较优波段,图1光谱测量与悬浮体取样站位Fig.
