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SST产品误差在海-气CO_2通量计算中的传递及贡献分析

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海洋与湖沼 2014年第1期45卷 148-156页

作者：窦文洁蒋锦刚周斌于之锋白雁何贤强杭州师范大学遥感与地球科学研究院杭州311121 卫星海洋环境动力学国家重点实验室国家海洋局第二海洋研究所杭州310012

海-气界面CO2通量的估算对于碳的生物地球化学循环和全球气候变化等研究具有重要的意义,利用遥感手段是进行全球尺度海表面碳通量估算的唯一手段,但是由于不确定性的存在限制了海-气界面CO2通量遥感估算产品在决策应用上的可靠性。本文... 详细信息

海-气界面CO2通量的估算对于碳的生物地球化学循环和全球气候变化等研究具有重要的意义,利用遥感手段是进行全球尺度海表面碳通量估算的唯一手段,但是由于不确定性的存在限制了海-气界面CO2通量遥感估算产品在决策应用上的可靠性。本文通过建立海-气界面CO2通量直接控制参量(气体交换速率k、海表面CO2溶解度S和海表面CO2分压pCO2sw)误差结构图,以通量估算的主要影响因子——海表温度(SST)为例,建立了SST在通量计算中的误差传递流程图,并采用Monte Carlo方法模拟了SST误差在通量计算中的传递规律和对最终误差的贡献。结果表明在遥感SST误差为±0.5°C并为正态分布的假设下,误差在k、S计算中的传递为指数分布和近似指数分布,而在pCO2sw模型计算中为正态分布,最终在通量FC O中的传递为指数分布;在大气CO22分压为固定值370μatm的情况下,SST对最终的通量结果带来的误差为±1.2mmol/(m2·d)左右。本文以SST为例,提供了一种通量计算中遥感参数误差传递和贡献的计算方法,可以为其它遥感获取的参量提供分析依据和参考。

关键词：海-气CO2通量遥感测量海表温度(SST) 误差传递 Monte Carlo模拟

利用SeaWiFS资料提取海水透明度的模式研究

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利用SeaWiFS资料提取海水透明度的模式研究

第十四届全国遥感技术学术交流会

作者：何贤强潘德炉毛志华朱乾坤国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室国家海洋局第二海洋研究所

海水透明度是描述海水光学特性的一个基本参数。本文根据水下光辐射传输理论及对比度传输理论,建立了海水透明度的定量遥感模式。利用大量实测透明度资料对模式进行了验证,遥感反演透明度与实测透明度相关系数为0.84,绝对平均误差为4.1... 详细信息

海水透明度是描述海水光学特性的一个基本参数。本文根据水下光辐射传输理论及对比度传输理论,建立了海水透明度的定量遥感模式。利用大量实测透明度资料对模式进行了验证,遥感反演透明度与实测透明度相关系数为0.84,绝对平均误差为4.17m,相对平均误差为22.6%。

关键词： SeaWiFS 水体透明度遥感

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南海三维温盐结构对海水透明度的影响分析

水下无人系统学报 2018年第6期26卷 596-604页

作者：邓美环郝增周龚芳陶邦一何贤强卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012

无人水下航行器(UUV)试验作业、航行深度和航路选择等活动受海流、透明度、跃层、海水温度和盐度等海洋复杂水文环境的影响。研究结合卫星遥感和数值模式数据,从信息流的角度分析了南海海域三维温盐结构对海水透明度(SDD)的影响及区域... 详细信息

无人水下航行器(UUV)试验作业、航行深度和航路选择等活动受海流、透明度、跃层、海水温度和盐度等海洋复杂水文环境的影响。研究结合卫星遥感和数值模式数据,从信息流的角度分析了南海海域三维温盐结构对海水透明度(SDD)的影响及区域分布特征,规避了在传统相关性分析中无法准确描述变量间因果影响关系的不足。结果表明,因受高温低盐海域叶绿素浓度较高的影响,表层盐度较低的中沙群岛及近岸海域,其SDD主要受浅层海水盐度的影响;表层高温低盐的南沙群岛附近海域SDD主要受20～30m深处的海水温度影响;表层高温高盐的西沙群岛附近海域SDD主要受60～70m深处的海水温度和盐度影响;由于受温度锋面和悬浮泥沙的影响,吕宋海峡附近海域SDD主要受30～50 m深处海水温度的影响。水下三维海水温度和盐度的变化影响甚至会加剧SDD的变化,因此建议UUV在航行和试验作业时应尽量选择最大SDD深度以下,同时避开水下三维海水温度和盐度对SDD影响较大的深度,以保证UUV航行的安全、可靠和隐蔽性。

关键词：水下航行器海水透明度三维温盐结构信息流

利用模拟辐射传输模型进行航空遥感最佳航线选择的研究

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利用模拟辐射传输模型进行航空遥感最佳航线选择的研究

第六届成像光谱技术与应用研讨会

作者：朱乾坤何贤强潘德炉毛志华国家海洋局海洋动力过程与卫星海洋学重点实验室中国科学院上海技术物理研究所

在海洋水色遥感中,航空遥感实验作为遥感器在轨之前性能的验证是一个非常重要的手段。一次航空遥感实验需要花费大量的人力和物力资源,因此提高每次航空遥感资料的利用率是非常重要的。在航空遥感实验中,太阳耀斑是影响海洋水色航空遥... 详细信息

在海洋水色遥感中,航空遥感实验作为遥感器在轨之前性能的验证是一个非常重要的手段。一次航空遥感实验需要花费大量的人力和物力资源,因此提高每次航空遥感资料的利用率是非常重要的。在航空遥感实验中,太阳耀斑是影响海洋水色航空遥感资料的重要因素;故在航空遥感实验之前,需要选择一条最佳的飞行航线来避开太阳耀光的影响。本文通过给定的不同航线的参数、遥感器参数、大气和海洋水体的环境参数,利用大气、水汽和水体的辐射传输方程,模拟出太阳耀斑辐射图像;然后利用不同航线的太阳耀斑辐射图像,可以直观了解所给定的航线飞行资料的利用率,并选择一条最佳航线,这样可以减少航空遥感中由于资料利用率不高而带来的不必要的损失。

关键词：航空遥感实验太阳耀光辐射图像最佳航线

南海北部表层颗粒有机碳的季节和年际变化遥感分析

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海洋学报 2017年第3期39卷 122-134页

作者：崔万松潘德炉白雁何贤强朱乾坤胡子峰李腾龚芳张琳国家海洋局第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

海洋颗粒有机碳(POC)是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校... 详细信息

海洋颗粒有机碳(POC)是海洋固碳的一个关键参数。为了研究南海北部陆架及海盆表层POC浓度的时空分布特征以及变化趋势,本文利用2009-2011年4个季节的实测数据,对NASA发布的MODIS/AQUA卫星月平均POC遥感产品,进行了验证和校正;并利用校正后的遥感数据分析了2003-2014年POC的时空分布特征和变化趋势。发现POC遥感产品与南海北部实测数据具有较好的线性关系(R2=0.72),但存在系统性偏高,需利用实测数据对遥感数据进行区域性校正。分析校正后的遥感数据发现,南海北部陆架POC浓度较高,平均为(33.34±8.02)mg/m3;吕宋海峡西南海域浓度较低,平均为(29.25±6.20)mg/m3;中央海盆区浓度最低,平均为(27.02±4.84)mg/m3。春夏季POC浓度较低,最低值一般出现在5月,冬季(12月至翌年1月)POC浓度达到最高。利用2003-2014年的长时间序列遥感叶绿素(Chl a)和海表温度(SST)、混合层深度(MLD)模式数据,以及实测数据对南海北部POC浓度的影响机制进行了分析。发现POC与Chl a在秋冬呈现较好的相关关系(R2=0.51),但在春夏季较离散,表明秋冬季生物作用对POC影响较大。2003-2014年期间,POC与Chl a、MLD及SST存在明显的年际变化,但并没有显著的上升或下降趋势。

关键词：南海北部颗粒有机碳生物作用遥感反演长时间序列变化

空间变异对海洋叶绿素a质量浓度遥感产品精度验证的影响

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海洋学研究 2021年第1期39卷 9-19页

作者：蒋锦刚冯慧云张亚国何贤强南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524006 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所安徽合肥230031 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012

海洋叶绿素a质量浓度遥感产品是海洋初级生产力与海洋生态系统固碳能力研究的重要数据源,为了保证数据的可靠性,对遥感产品进行精度验证以及验证误差的成因分析尤为重要。遥感产品的验证过程中,由于空间变异的存在,使得遥感像元尺度内... 详细信息

海洋叶绿素a质量浓度遥感产品是海洋初级生产力与海洋生态系统固碳能力研究的重要数据源,为了保证数据的可靠性,对遥感产品进行精度验证以及验证误差的成因分析尤为重要。遥感产品的验证过程中,由于空间变异的存在,使得遥感像元尺度内的实测数据具有不同的离散程度和统计分布特征,并由此产生了不同的误差统计结果。本文选择MODIS-Aqua、MODIS-Terra、MERIS、SeaWiFS等卫星传感器叶绿素a质量浓度遥感产品为研究对象,统计分析了数据产品的空间变异与验证精度的关系。结果表明:空间变异是造成验证误差的直接原因之一,平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error:MAPE)与空间变异系数(Coefficient of Variation:CV)呈幂指数模型关系;当CV0.15时,MAPE的变化趋于平缓。不同卫星传感器叶绿素a质量浓度产品验证结果表明,SeaWiFS精度最高,MERIS次之,MODIS-Terra精度最低。

关键词：空间变异卫星遥感叶绿素a 精度验证

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水下光谱漫射衰减系数遥感反演

水下光谱漫射衰减系数遥感反演

第八届成像光谱技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：朱乾坤何贤强毛志华龚芳卫星海洋环境动力学国家重点实验室

光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。到目前为止,国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入,而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少。目前反演水下光漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波... 详细信息

光谱漫衰减系数是水体表观光学量随深度变化的反映。到目前为止,国际上对水下光谱漫射衰减系数的遥感反演模式研究的还不够深入,而对水下光谱漫射衰减系数遥感反演研究得更少。目前反演水下光漫射衰减系数均采用建立实测数据基础上的波段比值法。少数的科学家利用Mueller（2002）的算法从遥感数据（SeaWiFS and MODIS）反演水下光漫射衰减系数。本文在Zhongping Lee（2002）水体固有光学量半分析遥感算法的基础上,建立了水下光谱漫射衰减系数的半分析遥感反演模型。利用1999年在南海测得的水下光场剖面数据进行验证,结果表明七个波段（412nm,443nm,490nm,510nm,520nm,555nm和565nm）的平均相对误差分别为:15.4%,12.6%,13.3%,10.2%,11.9%,9.8%,10.3%,说明本文建立的水下光谱漫射衰减系数反演模型是可行的。由于上述实测数据均为清洁一类水体数据,对二类水体的适用情况还需要进一步检验。

关键词：光谱漫射衰减系数海洋水色遥感半分析模型

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卫星海洋水色遥感辐射精度评价方法研究

卫星海洋水色遥感辐射精度评价方法研究

第十七届中国遥感大会

作者：毛志华陈建裕何贤强卫星海洋动力学国家重点实验室国家海洋局第二海洋研究所

对于海洋水色遥感卫星来说,辐射定标精度是一项重要的核心指标,恰恰是目前我国自主海洋水色卫星存在的不足之处。为了提高我国卫星资料的定量化处理和应用水平,开发了一套高光谱卫星遥感资料评价模型,用于评价卫星海洋水色遥感的测量精... 详细信息

对于海洋水色遥感卫星来说,辐射定标精度是一项重要的核心指标,恰恰是目前我国自主海洋水色卫星存在的不足之处。为了提高我国卫星资料的定量化处理和应用水平,开发了一套高光谱卫星遥感资料评价模型,用于评价卫星海洋水色遥感的测量精度。通过查找表方法对模型的大气瑞利散射辐射率和气溶胶散射辐射率的精度验证,结果表明二种大气散射率计算误差小于2%;利用海上现场ASD高光谱仪测量的天空散射光数据对模型的前向散射计算结果验证,其光谱平均相对误差约5.4%;利用宽视场海洋水色扫描仪(SeaWiFS)数据对模型的大气顶总辐射率计算精度进行验证,其相对误差应该小于3.5%,说明HRSREM模型对卫星遥感资料的光谱辐射测量评价具有很高的精度。利用HRSREM模型对对中分辨率成像光谱仪(CMODIS)数据精度进行评价,结果表明CMODIS存在较大的测量误差,特别在近红外波段,CMODIS的定标系数明显偏大,需要对CMODIS进行重新定标,来提高CMODIS资料的定量化处理和应用水平。

关键词：高光谱遥感精度评价海洋水色

基于矩阵算法的海洋-大气耦合矢量辐射传输数值模型

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基于矩阵算法的海洋-大气耦合矢量辐射传输数值模型

第十五届全国遥感技术学术交流会

＜正＞本文基于矩阵算法开发了适用于精确计算海洋-大气耦合矢量辐射传输方程的数值计算模型-PCOART。PCOART将矢量辐射传输方程进行傅立叶展开,得到与方位角独立的矢量辐射传输方程。进一步离散天顶角,得到矢量辐射传输矩阵方程,并利... 详细信息

＜正＞本文基于矩阵算法开发了适用于精确计算海洋-大气耦合矢量辐射传输方程的数值计算模型-PCOART。PCOART将矢量辐射传输方程进行傅立叶展开,得到与方位角独立的矢量辐射传输方程。进一步离散天顶角,得到矢量辐射传输矩阵方程,并利用加倍法进行数值求解。根据辐射在海洋-大气界面的反射和折射性质,将海洋和大气矢量辐射传输过程进行耦合,得到海洋-大气耦合介质系统的矢量辐射传输数值计算模型。通过与MODIS精确瑞利散射查找表的比较,说明PCOART计算瑞利散射辐射的斯托克斯矢量是精确的,其对多次散射和偏振的处理是正确的。同时,通过Mobley水体辐射

关键词：矢量辐射传输海洋一大气耦合矩阵算法加倍法