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海洋渔业 2018年第3期40卷 287-296页

作者：王芮伍玉梅杨胜龙崔雪森王琳张胜茂上海海洋大学上海201306 中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 农业部渔业遥感科学观测实验站北京100041 中国水产科学研究院北京100041

叶绿素a浓度是一种表征水体富营养化程度的重要参数,其已经成为水体水质评价的重要指标,它的研究对赤潮、绿潮等的监测预报具有重要意义。基于GOCI卫星获取的水色遥感资料,先对L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2、OC3G和YO... 详细信息

叶绿素a浓度是一种表征水体富营养化程度的重要参数,其已经成为水体水质评价的重要指标,它的研究对赤潮、绿潮等的监测预报具有重要意义。基于GOCI卫星获取的水色遥感资料,先对L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2、OC3G和YOC 3种叶绿素反演算法反演了东海叶绿素a浓度,并用实测资料对3种反演算法结果进行验证分析,通过反演值与实测值之间的平均绝对误差、平均相对误差和相关系数对3种算法反演精度进行了比较,其中YOC算法的平均绝对误差为0.39 mg·m-3,平均相对误差为42.47%,相关系数为0.88,是3种算法中平均绝对误差和平均相对误差最小、相关系数最高的,因此确定YOC算法反演东海叶绿素a浓度是最优的。进而,利用YOC算法从GOCI卫星获取的高时间分辨率水色遥感信息反演了2011-2017年的东海叶绿素a浓度,并分析叶绿素a浓度的昼变化特征,基本上表现为:一日内从08∶30到15∶30,叶绿素a浓度先升高再降低,在10∶30左右达到峰值,此结果与藻类气泡调节浮力机制理论基本吻合。

关键词： GOCI 叶绿素a浓度 YOC算法昼变化东海

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光照强度昼变化对烟叶蔗糖转化酶和蛋白酶活性的影响

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2007年第3期33卷 294-297页

作者：王丹杨虹琦周冀衡柳立彭艳湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 湖南农业大学烟草工程技术研究中心湖南长沙410128

为探索光照强度昼变化对植物叶片水解酶活性的影响,以烟草叶片为材料,对蔗糖转化酶和可溶性糖含量,蛋白酶活性和蛋白质、游离氨基酸含量与光照强度昼变化之间的关系进行研究.结果表明,光照强度的昼变化对蔗糖转化酶和蛋白酶活性有较大影... 详细信息

为探索光照强度昼变化对植物叶片水解酶活性的影响,以烟草叶片为材料,对蔗糖转化酶和可溶性糖含量,蛋白酶活性和蛋白质、游离氨基酸含量与光照强度昼变化之间的关系进行研究.结果表明,光照强度的昼变化对蔗糖转化酶和蛋白酶活性有较大影响,随光照强度增强,蔗糖转化酶活性在11:00达到最高点3.933 mg/(g.h),之后开始逐步下降;蛋白酶活性在午后大幅度上升,17:00达到最大值125.33 mg/(g.h),之后迅速下降.对烟叶蔗糖转化酶和蛋白酶活性进行分析时,前者应在11:00左右取样测定;后者应在15:00之后取样测定.

关键词：光照强度昼变化烟叶蔗糖转化酶蛋白酶

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基于GOCI的太湖水体叶绿素a浓度估算及其昼变化特征分析

基于GOCI的太湖水体叶绿素a浓度估算及其昼变化特征分析

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作者：孙绍杰南京大学

学位级别：硕士

叶绿素a是藻的种类、藻类浓度的重要指示因素,其浓度经常被作为衡量水体营养化程度的一个重要参数。叶绿素a有特定的吸收、散射特性。遥感光学信号能够捕捉水体颜色,从而定量化其浓度。一般蓝藻水华暴发时,叶绿素a浓度急剧变化,这种显... 详细信息

叶绿素a是藻的种类、藻类浓度的重要指示因素,其浓度经常被作为衡量水体营养化程度的一个重要参数。叶绿素a有特定的吸收、散射特性。遥感光学信号能够捕捉水体颜色,从而定量化其浓度。一般蓝藻水华暴发时,叶绿素a浓度急剧变化,这种显著变化往往在较短的时间尺度如几个小时内持续发生,而传统的遥感影像监测的最小时间尺度大多为一天甚至者更久,因而容易忽略一些水体叶绿素在一天之内的变化特征。本文通过静止遥感卫星GOCI提供的以1小时为时间分辨率一天之内8景的遥感影像,系统分析太湖整体叶绿素a浓度的昼变化特征,对蓝藻水华暴发时的应急响应及决策,以及蓝藻水华的预警和治理都有重要意义。（1）通过2010年10月到2012年5月于不同季节采集的总共5次太湖野外水体光谱数据和同步水样理化分析得到的叶绿素a浓度数据,对太湖水体不同叶绿素a浓度的相关谱段进行相关分析,发现对叶绿素a浓度敏感的550nm、680nm、700nm等相关波段。基于半经验／半分析等不同的光谱估算模型对模型的计算精度做了评价,表明波段比值模型、一阶微分模型和三波段模型在太湖水体叶绿素a浓度的光谱估算中都能取得较好的估算精度,并且基于水体辐射传输模型的三波段模型的光谱估算精度要明显高于传统的半经验模型。三波段模型和波段比值模型也适应于影像数据的叶绿素a浓度反演。（2）利用实测气溶胶数据对GOCI影像进行大气校正。基于太湖站实测的太阳辐射光度计数据和气溶胶光学厚度产品计算气溶胶在不同波段的气溶胶参数,进而计算气溶胶辐射亮度值,基于此算法对GOCI数据进行大气校正获取在太湖地区的遥感反射比数据。校正的结果在可见光波段产生了较好的精度,从443nm到680nm波段处的反射率与实测反射率的相对误差低于10%,在蓝光波段412nm处相对误差为19%,也较为接近水色遥感离水辐亮度15%相对误差。（3）利用适合GOCI影像叶绿a浓度反演模型,采用660nm和680nm处两波段比值模型对2012年5月6日从上午8：25至15：25以1小时为时间分辨率的8景GOCI遥感影像做叶绿素a浓度反演,模拟叶绿素a浓度值与实测值相关性达到80.1%。根据对一天内太湖水体叶绿素a浓度的变化分析,发现在8：25时太湖整体的叶绿素a浓度处于全天中的一个较高水平,从8点25分到9点25分为叶绿素a浓度增长阶段,10点25分开始,叶绿素a浓度开始逐渐下降,到15点25分达到最低。此结果与藻类受太阳辐射进行光合作用的气泡调节浮力导致的分层垂直位移理论相吻合。

关键词：太湖叶绿素a 昼变化 GOCI 大气校正

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基于GOCI的东海叶绿素a浓度三种反演算法的对比及其昼变化分析

基于GOCI的东海叶绿素a浓度三种反演算法的对比及其昼变化分析

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2017年中国水产学会学术年会

作者：王芮伍玉梅杨胜龙崔雪森王琳张胜茂中国水产科学研究院东海水产研究所上海海洋大学农业部渔业遥感科学观测实验站中国水产科学研究院

叶绿素a浓度是一种表征水体富营养化程度的重要参数,所以叶绿素a浓度已经成为水体水质评价的重要指标,对赤潮、绿潮等的监测预报具有重要意义。本文基于GOCI卫星获取的水色遥感资料,先对L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2... 详细信息

叶绿素a浓度是一种表征水体富营养化程度的重要参数,所以叶绿素a浓度已经成为水体水质评价的重要指标,对赤潮、绿潮等的监测预报具有重要意义。本文基于GOCI卫星获取的水色遥感资料,先对L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2、OC3G和YOC三种叶绿素反演算法反演了东海叶绿素a浓度,并用实测资料对三种反演算法结果进行验证分析,通过反演值与实测值之间的绝对误差、相对误差和相关系数对三种算法进行了反演精度比较,其中YOC算法的绝对误差为0.39mg/m3,相对误差为42.47%,相关系数为0.88,是三种算法中绝对误差和相对误差最小、且相关系数最高的,因此确定YOC算法反演东海叶绿素a浓度是最优的。最后,对GOCI卫星获取的高时间分辨率水色遥感信息,我们利用YOC算法反演了2011年5月29日一天8景的东海叶绿素a浓度,分析其叶绿素a浓度的昼变化特征及其成因,一天从8:00到16:00,叶绿素a浓度先升高再降低,在10:00左右达到峰值,此结果与藻类气泡调节浮力机制理论是基本吻合的。

关键词： GOCI 叶绿素a浓度 YOC算法昼变化东海

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基于GOCI的渤海海域赤潮信息遥感监测与分析

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山东科技大学学报（自然科学版） 2021年第4期40卷 11-20页

作者：程玉张圣佳李金宇朱红春山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266590

赤潮已经成为渤海最普遍的海洋灾害之一,对赤潮的发生、发展和消亡过程进行监测具有重要意义。本研究利用GOCI遥感影像获取的叶绿素a和赤潮指数计算结果,分别基于OTSU算法、K-means聚类、最大熵阈值方法提取赤潮,对比分析赤潮提取的准... 详细信息

赤潮已经成为渤海最普遍的海洋灾害之一,对赤潮的发生、发展和消亡过程进行监测具有重要意义。本研究利用GOCI遥感影像获取的叶绿素a和赤潮指数计算结果,分别基于OTSU算法、K-means聚类、最大熵阈值方法提取赤潮,对比分析赤潮提取的准确性和有效性,并研究了赤潮信息的昼变化规律和赤潮发生前后海洋水色参数的变化特征。结果表明:基于赤潮指数计算结果图像并应用OTSU算法的赤潮提取精度最高;赤潮信息的昼变化明显,其中面积呈先增大后减小的态势,最大面积出现在上午10:00左右;赤潮的发生引起水色参数的增高,并随着赤潮的消亡水色参数又迅速降低。研究赤潮发生周期呈现的水色参数变化规律,对于预报和预测赤潮的发生发展具有一定的应用价值。

关键词：渤海赤潮地球静止海洋水色成像仪(GOCI) 水色参数昼变化遥感

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基于GOCI遥感资料的东海赤潮信息提取

基于GOCI遥感资料的东海赤潮信息提取

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作者：王芮上海海洋大学

学位级别：硕士

赤潮是一种突发性的海洋生态环境灾害现象,水体的富营养化是引发赤潮的主要原因。近年来,东海渔业资源的过度捕捞、大型海洋工程的开发、长江等沿海污染物的排放,使得中国东海赤潮爆发频率增加,这对海洋生态环境、水产渔业、社会经济和... 详细信息

赤潮是一种突发性的海洋生态环境灾害现象,水体的富营养化是引发赤潮的主要原因。近年来,东海渔业资源的过度捕捞、大型海洋工程的开发、长江等沿海污染物的排放,使得中国东海赤潮爆发频率增加,这对海洋生态环境、水产渔业、社会经济和人类健康都造成了较大危害,因此,开展东海赤潮的监测研究具有重要意义。传统的赤潮监测方法主要是靠人工走航调查,这将耗费巨大的人力物力资源且时效性不高,而卫星遥感技术具有实时性、同步性、观测范围广等优势,用于监测提取赤潮可以弥补传统方法的缺陷。和MODIS、SeaWIFS等海洋水色卫星相比,GOCI具有高时间分辨率(1h),且一日成像八景,用于监测东海赤潮等突发性事件具有更大的应用前景。本文主要是利用GOCI静止水色卫星的高时间分辨率观测的优势,开展东海叶绿素a和赤潮的信息提取和变动分析。首先对GOCI卫星获取的L1B数据进行了大气校正等影像预处理,然后利用OC2、OC3G和YOC三种叶绿素反演算法反演了东海叶绿素a浓度,并用实测资料对三种反演算法结果进行验证分析,通过反演值与实测值之间的平均绝对误差、平均相对误差和相关系数对三种算法反演精度进行了比较,确定反演东海叶绿素a浓度的最优算法。然后,利用最优算法反演了2011-2017年东海赤潮高发期赤潮的叶绿素a浓度,并分析其昼变化特征及成因。进一步,分别利用叶绿素a浓度阈值法和赤潮指数阈值法提取了东海2011-2016年的赤潮信息,分析了赤潮的昼变化特征及成因,对比了这两种方法提取赤潮结果的精度。最后,利用YOC算法反演了台风“灿鸿”前中后期半月的叶绿素a浓度并分析了“灿鸿”对东海叶绿素a浓度的影响。本研究的结果主要包括以下几个方面:(1)采用三种算法反演了东海叶绿素a浓度,其中YOC算法的平均绝对误差为0.39 mg·m,平均相对误差为0.42,相关系数为0.88,是这三种算法(OC2、OC3G和YOC算法)中平均绝对误差和平均相对误差最小、且相关系数最高的,因此,YOC算法是反演东海海域叶绿素a浓度的最优算法。利用YOC算法,反演了东海赤潮多发期的叶绿素a浓度,发现2011年5月29日温州附近海域、2012年6月5日杭州湾附近海域、2013年5月25日台州附近海域、2014年5月23日长江口海域、2015年6月15日温州附近海域、2016年5月31日舟山附近海域和2017年5月22日象山附近海域的叶绿素a浓度昼变化特征皆表现为:先增大后减小,在10:30左右达到峰值。(2)通过对多时相叶绿素a浓度统计分析,确定提取东海赤潮信息的叶绿素a浓度阈值为12.00 mg·m,利用此阈值提取了2011-2016年东海海域赤潮信息,赤潮在一日内的时序变化特征为:由近岸海域逐渐向离岸海域移动,赤潮面积先增大后减小,在10:30左右达到最大值,这主要是由藻类的垂直迁移和海水中营养盐的消耗造成的。综合2011-2016年,提取的赤潮面积平均相对误差为0.83,即比实测赤潮面积高出约83%,这主要是由于YOC算法反演的叶绿素a浓度有一定误差,其次,遥感卫星观测的海域范围比人工走航观测的广且卫星传感器受云雾等影响,存在观测信息缺失的问题。(3)利用赤潮指数阈值3.56提取东海赤潮信息,结果为赤潮发生的海域与基于叶绿素a浓度阈值法提取的基本一致,与《中国海洋灾害公报》记载的也基本一致。赤潮面积也是先增加后减小,在10:30左右达到最大值,因此,有关部门可以选择在10:00前开始对赤潮进行监测治理。提取赤潮最大面积与《中国海洋灾害公报》记载的平均相对误差为0.73,比叶绿素a浓度阈值法的平均相对误差小0.10,说明利用本文的改进型赤潮指数阈值法提取东海赤潮要稍优于叶绿素a浓度阈值法。(4)利用强台风“灿鸿”作为一个案例来研究台风登陆东海海域前中后半个月内(2015年7月4-18日)叶绿素a浓度的变化特征,发现无论是近岸二类水体还是离岸一类水体,台风均能使叶绿素a浓度有一个明显地升高,且其升高到最大值相对台风过境时有一个约4 d的延迟时间。

关键词：东海 GOCI 赤潮叶绿素a浓度赤潮指数昼变化台风“灿鸿”

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