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基于hy-1c的红海滩翅碱蓬提取与近5年变化趋势研究

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海洋学报 2023年第11期45卷 164-174页

作者：梁超刘利刘建强邹亚荣冯倩郭茂华曾韬自然资源部国家卫星海洋应用中心北京100081 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

为掌握红海滩翅碱蓬(Suaeda salsa)群落分布现状及修复情况,本文采用2018-2022年hy-1c卫星海岸带成像仪(cZI)数据,基于现场实测光谱特征分析,构建翅碱蓬遥感提取模型,获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据,提取精度优于87%;基于提取结果,开... 详细信息

为掌握红海滩翅碱蓬(Suaeda salsa)群落分布现状及修复情况,本文采用2018-2022年hy-1c卫星海岸带成像仪(cZI)数据,基于现场实测光谱特征分析,构建翅碱蓬遥感提取模型,获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据,提取精度优于87%;基于提取结果,开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析,结果显示:近5年来,翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势,斑块类型面积(cA)、斑块所占景观面积比例(PLAND)、最大斑块指数(LPI)、有效网格大小(MESH)、平均斑块面积(AREA_MN)等指标呈先减小后上升趋势,破碎化指数(SPLIT)先增大后减小、聚集指数(AI)总体呈上升趋势,可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大,景观形状复杂度提升,破碎化势头得到逆转,聚集性分布趋势较为明显,这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著;另一方面,翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点,大致为中、东部好于西部,南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据,并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。

关键词：红海滩 hy-1c 翅碱蓬空间分布景观格局指数

基于hy-1c cZI影像光谱指数重构数据MNF变换的红树林提取

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海洋学报 2020年第4期42卷 104-112页

作者：梁超刘利刘建强邹斌邹亚荣崔松雪自然资源部国家卫星海洋应用中心北京100081 自然资源部空间海洋遥感与应用研究重点实验室北京100081 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

本文基于广西山口国家红树林生态自然保护区的hy-1c卫星的海岸带成像仪(coastal Zone Imager,cZI)影像,分析了红树林与一般陆地植被的光谱特征及其光谱指数的相关性,采用归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,ND... 详细信息

本文基于广西山口国家红树林生态自然保护区的hy-1c卫星的海岸带成像仪(coastal Zone Imager,cZI)影像,分析了红树林与一般陆地植被的光谱特征及其光谱指数的相关性,采用归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、归一化差异水分指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)、大气阻抗植被指数(Atmospheric Impedance Vegetation Index,ARVI)及利用cZI波段构建的光谱斜率比(cZI Visible Spectrum Slope Ratio,cVSSR)4个指数替代cZI原始波段形成重构数据,基于重构数据的最小噪声分离变换(Minimum Noise Fraction Rotation,MNF)结果分量,建立决策树并实现了红树林信息的自动提取。研究结果表明:结合本文所选光谱指数重构数据及MNF变换方法,能够有效增强cZI影像上红树林与一般陆地植被的光谱差异,基于MNF变换分量建立的决策树可有效提取红树林信息,经与专家解译结果比对,本文方法面积准确率达90%以上;经随机样本点验证,总体检测精度为88%。

关键词： hy-1c 海岸带成像仪红树林光谱指数最小噪声分离变换

基于hy-1c cZI数据的辽河口湿地盐地碱蓬群落碳储量评估

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大连海洋大学学报 2022年第4期37卷 574-583页

作者：李微王文硕张新宇段元棚杨戬波大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023 辽宁省近海生态环境与灾害防护工程技术创新中心辽宁大连116023

为采用高分辨率的hy-1c cZI数据准确评估辽河口湿地盐地碱蓬Suaeda salsa碳储量和固碳效益,分别于2013年9月和2018年9月在辽河口湿地盐地碱蓬群落区域采集盐地碱蓬光谱数据和植株样本,并对生物量及含碳率进行测定,利用回归分析法构建基... 详细信息

为采用高分辨率的hy-1c cZI数据准确评估辽河口湿地盐地碱蓬Suaeda salsa碳储量和固碳效益,分别于2013年9月和2018年9月在辽河口湿地盐地碱蓬群落区域采集盐地碱蓬光谱数据和植株样本,并对生物量及含碳率进行测定,利用回归分析法构建基于转换型土壤调整植被指数(transformed soil adjusted vegetation index,TSAVI)的地上生物量反演模型,并结合异速生长模型估算地下生物量,进而计算盐地碱蓬群落的碳储量和固碳收益。结果表明:线性模型为辽河口湿地盐地碱蓬群落地上生物量的最优反演模型,其决定系数(R~2)为0.69(P18、2019、2020年辽河口湿地盐地碱蓬群落地上生物量分别为1.69×10^(6)、1.13×10^(6)、3.26×10^(6)kg,地下生物量分别为3.02×10^(5)、2.03×10^(5)、5.81×10^(5)kg,总生物量分别为1.99×10^(6)、1.33×10^(6)、3.85×10^(6)kg,进而获得盐地碱蓬群落2018、2019、2020年的碳储量分别为6.06×10^(5)、4.06×10^(5)、1.17×10^(6)kg。研究表明,采用hy-1c cZI数据评估盐地碱蓬的碳储量是可行的,盐地碱蓬群落的碳储量时空分布与其生物量分布趋势一致,盐地碱蓬的地上部分为主要储碳部分,辽河口湿地盐地碱蓬群落具有较高的生态效益和经济效益。

关键词：盐地碱蓬 hy-1c 生物量碳储量辽河口湿地

基于hy-1c数据的跨海大桥及岛屿对悬浮泥沙分布的影响研究

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基于HY-1C数据的跨海大桥及岛屿对悬浮泥沙分布的影响研究

作者：周敏锐浙江海洋大学

学位级别：硕士

本研究主要利用我国新型海洋卫星hy-1c cZI遥感数据对杭州湾海域、珠江口海域的悬浮泥沙分布进行了研究,结合2019年10月-12月的卫星遥感数据和实测数据分别建立高浊度水体和低浊度水体的悬浮泥沙反演算法,并探究杭州湾跨海大桥及岛屿、... 详细信息

本研究主要利用我国新型海洋卫星hy-1c cZI遥感数据对杭州湾海域、珠江口海域的悬浮泥沙分布进行了研究,结合2019年10月-12月的卫星遥感数据和实测数据分别建立高浊度水体和低浊度水体的悬浮泥沙反演算法,并探究杭州湾跨海大桥及岛屿、港珠澳大桥对悬浮泥沙浓度分布的影响。基于遥感算法,hy-1c卫星遥感数据对杭州湾和珠江口的悬浮泥沙分布进行研究,发现杭州湾的悬浮泥沙浓度主要在100 mg/L到1600 mg/L之间,属于高浓度悬浮泥沙河口区域。反演后的悬浮泥沙浓度与现场采样的悬浮泥沙浓度对比结果具有高度一致性,一般均方根误差(RMSE)达到为29.67 mg/L,且杭州湾海域悬浮泥沙浓度在涨潮时期要高于退潮时期。对杭州湾大桥上下游悬浮泥沙数据进行分析,发现在海流经过大桥时期,大桥下游的悬浮泥沙浓度高于大桥上游的悬浮泥沙浓度,差值为200-400 mg/L。岛屿周边悬浮泥沙浓度稍高于其周围水域的悬浮泥沙浓度,且岛屿下游的悬浮泥沙浓度较高。通过岛屿周边悬浮泥沙浓度分布能够发现岛屿下游的涡街现象,通常,岛屿下游的涡街长度在1000-8000 m范围内。影响涡街形成的因素包括雷诺数,海流速度及障碍物的形状等,岛屿诱发涡街导致悬浮泥沙浓度规律性变化。对珠江口的悬浮泥沙浓度研究发现,该区域悬浮泥沙浓度主要在20 mg/L到120 mg/L之间,较杭州湾悬浮泥沙浓度低,水体比较清澈。港珠澳大桥上游的悬浮泥沙浓度变化与下游的悬浮泥沙浓度变化趋势相同,但是,大桥的上游悬浮浓度要低于下游的悬浮泥沙浓度,浓度差值在10 mg/L和20 mg/L之间。研究表明河口区域的悬浮泥沙浓度分布的除了受潮流、地形以及风等的因素影响外,还受到其他因素,如跨海大桥、岛屿等的影响。跨海大桥与岛屿与海流相互作用,进而影响悬浮泥沙浓度分布。本研究的意义在于发展了hy-1c cZI适用于近岸海域高悬浮泥沙浓度水体(杭州湾)及低悬浮泥沙浓度水体(珠江口)的悬浮泥沙浓度反演模型。揭示了近岸海域影响悬浮泥沙浓度分布的因素,对近岸海域的环境保护及近岸工程的管理与评估提供了参考。

关键词：悬浮泥沙浓度 hy-1c 跨海大桥岛屿

基于hy-1c数据的海表叶绿素浓度遥感反演

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基于HY-1C数据的海表叶绿素浓度遥感反演

作者：何新月浙江海洋大学

学位级别：硕士

最近几十年,在我国经济持续快速发展的同时,受全球气候变化和人类活动的双重影响,沿海区域水质污染日趋严重,水体富营养化明显加剧,导致海洋环境灾害频繁发生,规模逐年上升,影响了海洋系统的生态服务功能。因此,长时间、准确监测海洋水... 详细信息

最近几十年,在我国经济持续快速发展的同时,受全球气候变化和人类活动的双重影响,沿海区域水质污染日趋严重,水体富营养化明显加剧,导致海洋环境灾害频繁发生,规模逐年上升,影响了海洋系统的生态服务功能。因此,长时间、准确监测海洋水质状况对评估其生态环境,开发和利用海洋资源具有重要意义。海表叶绿素浓度是海洋浮游生物分布的重要参数,也是衡量海洋净初级生产力和富营养化的基本指标。传统海表叶绿素浓度往往以实地调查和实验室分析的方法进行,虽然精度较高,但费时费力,往往难以开展大区域调查。遥感技术以其成像速度快、光谱谱段多、成像范围广、时间序列长、经济成本低等优势,迅速成为地表空间资源要素及生态环境信息获取的重要手段。随着传感器技术的进步,质量日益提升、具有自主知识产权的国产海洋卫星为我国海洋信息获取提供了重要平台。因此,本论文面向国产海洋卫星数据,寻找适合我国近岸海域的海表叶绿素浓度遥感反演算法。主要工作如下:(1)海表叶绿素浓度反演波段敏感性分析。利用实测光谱数据计算水体遥感反射率,结合实测海表叶绿素浓度,分析近岸海域不同海表叶绿素浓度水体光谱曲线特征。考虑单波段、不同波段组合和相关指数(NDWI、NDVI和EVI)等多种形式,开展实测海表叶绿素浓度波段敏感性分析。结果表明,波段组合为B3/B2和B3/(B2+B1)与海表叶绿素浓度相关性最大,为0.77。(2)面向国产海洋卫星hy-1c的海表叶绿素浓度遥感反演模型构建。根据实测光谱数据计算所得的遥感反射率和实测海表叶绿素浓度间的关系,考虑线性、多项式、指数、对数等多种数学形式,构建海表叶绿素浓度遥感反演模型。实验结果表明,以B3/B2为因子构建的二次多项式模型(y=105.42x-175.67x+75.167)最优,决定系数为0.9107,平均相对误差为26.85%。(3)基于IDL语言的海表叶绿素浓度遥感反演工具实现。利用IDL语言编写了hy-1c海表叶绿素浓度遥感反演模块,扩展了ENVI功能。结果表明,hy-1c海表叶绿素浓度遥感反演插件能够稳定、高效地运行。本研究面向国产海洋卫星数据,构建了基于hy-1c的海表叶绿素浓度遥感反演模型,发展了一套适合我国近海海域的海表叶绿素浓度遥感反演解决方案,进一步提升了国产卫星反演海表叶绿素浓度的业务化水平,对于国产卫星遥感数据推广、近岸海域水质监测具有重要意义。

关键词：近岸海域海表叶绿素浓度 hy-1c 遥感反演 IDL

hy-1c卫星影像中太阳耀斑区域的预测技术研究

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海洋技术学报 2023年第3期42卷 1-8页

作者：李尉尉李雨萌李铜基国家海洋技术中心天津300112 宽凳(北京)科技有限公司北京100015

对卫星影像太阳耀斑区域的预测是保障基于船舶的现场同步观测(以下简称船-星同步观测)有效实施的基础性工作。本文在对海洋一号c卫星(hy-1c)卫星影像各像元观测几何分析的基础上,简化构建卫星影像各像元的网格化模型,介绍了利用卫星轨... 详细信息

对卫星影像太阳耀斑区域的预测是保障基于船舶的现场同步观测(以下简称船-星同步观测)有效实施的基础性工作。本文在对海洋一号c卫星(hy-1c)卫星影像各像元观测几何分析的基础上,简化构建卫星影像各像元的网格化模型,介绍了利用卫星轨道报估算的卫星-太阳-像元位置的观测几何,进而估算卫星影像中太阳耀斑区域的技术方法。经与hy-1c实际卫星影像的应用比对,表明本文预测的像元位置、太阳位置,以及卫星观测天底角/方位角均与实际影像数据有很好的重合度,预测的太阳耀斑区域与实际影像耀斑掩码区重合度良好,验证了该方法能够预测影像中太阳耀斑区域,保障船-星同步观测的能力。

关键词： hy-1c 卫星影像太阳耀斑预测水色

hy-1c cZI与Sentinel-2 MSI的海岸带植被信息提取差异研究

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科技通报 2022年第3期38卷 20-30页

作者：李黎王嘉芃俞建康林明森张登荣杭州师范大学遥感与地球科学研究院杭州311121 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室杭州311121 浙江省自然资源征收中心杭州310007 自然资源部国家卫星海洋应用中心北京100081

为探究hy-1c cZI与Sentinel-2 MSI对海岸带植被信息提取差异,以杭州湾、莱州湾和大亚湾为研究区,将研究区划分为城市和密林两个区域,计算归一化植被指数NDVI和植被覆盖度FVc,对比cZI、MSI的NDVI统计信息和相关性,分析FVc分级面积占比和... 详细信息

为探究hy-1c cZI与Sentinel-2 MSI对海岸带植被信息提取差异,以杭州湾、莱州湾和大亚湾为研究区,将研究区划分为城市和密林两个区域,计算归一化植被指数NDVI和植被覆盖度FVc,对比cZI、MSI的NDVI统计信息和相关性,分析FVc分级面积占比和时空分布异同。结果显示:cZI与MSI在大亚湾与莱州湾的NDVI均值十分接近,但cZI在杭州湾有大量近饱和像元,城市区和密林区分别相对MSI高估0.189和0.183;cZI与MSI在不同样区的NDVI均值线性拟合效果优良,R;最高达到0.98;cZI的FVc与MSI的FVc在不同覆盖等级占比、植被覆盖水平差异、高-低分布趋势三个方面呈现出相似性,在杭州湾地区具有相近的时间分布特征,但cZI的FVc在所有城市平原区及中北部海岸带的高山密林区均有高估现象。综合来看,hy-1c cZI整体可满足我国中等尺度海岸带植被监测需求,在植被变化监测方面有较大潜力。

关键词： hy-1c cZI 植被指数植被覆盖度海岸带

东南亚海域hy-1c SST数据评估与校正

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数字海洋与水下攻防 2024年第1期7卷 87-97页

作者：杨梦孙伟富姜远驰自然资源部第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院

海洋一号c卫星（hy-1c）是服务于海洋水色水温、海岸带和海洋灾害与环境监测的业务化应用卫星，是海洋遥感数据的重要来源，对中国hy-1c卫星红外辐射计在东南亚海域的SST观测数据开展评估与校正工作具有重要意义。本研究基于多源卫星SS... 详细信息

海洋一号c卫星（hy-1c）是服务于海洋水色水温、海岸带和海洋灾害与环境监测的业务化应用卫星，是海洋遥感数据的重要来源，对中国hy-1c卫星红外辐射计在东南亚海域的SST观测数据开展评估与校正工作具有重要意义。本研究基于多源卫星SST数据和ARGO浮标测量温度数据，对中国hy-1c卫星在东南亚海域的SST数据进行了质量评估和改进工作。hy-1c SST数据的质量评估结果表明：hy-1c白天的平均偏差、标准差和均方根误差分别为–0.73℃、1.38℃和1.56℃，夜晚数据偏差分别为–0.95℃、1.57℃和1.83℃。与其他同类红外辐射计的数据质量对比发现hy-1cSST数据精度低于其他红外辐射计。采用月平均差值校正、SST分区域差值校正、SST分段校正3种校正方法对hy-1c SST数据质量进行改进，其中hy-1c SST分区域校正的质量提升最明显，标准差、均方根误差接近1℃，夜晚均方根误差比校正前降低了约0.8℃，白天和晚上均方根误差分别降低了32.52%和42.04%。

关键词： hy-1c SST 东南亚

基于hy-1c/cZI数据的冬小麦早期识别研究

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中国农学通报 2019年第33期35卷 151-157页

作者：王利民刘佳高建孟姚保民杨福刚邹金秋中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

为充分发掘海洋一号c星cZI数据的农业应用潜力,以hy-1c/cZI数据为基础数据源,结合土地利用现状数据、目视解译结果数据,对河南省商丘市及其附近区域早播冬小麦、晚播冬小麦、裸地及建筑、森林、水体5类地物的光谱特征进行分析,并在光谱... 详细信息

为充分发掘海洋一号c星cZI数据的农业应用潜力,以hy-1c/cZI数据为基础数据源,结合土地利用现状数据、目视解译结果数据,对河南省商丘市及其附近区域早播冬小麦、晚播冬小麦、裸地及建筑、森林、水体5类地物的光谱特征进行分析,并在光谱分析的基础上基于决策树分类方法对冬小麦区域进行提取。冬小麦面积提取结果表明,2018年研究区内冬小麦总播种面积69.42万hm^2。以目视解译获得的地面验证点数据对提取结果进行精度验证,结果表明,冬小麦提取结果的总体精度为91.80%,Kappa系数为0.84,冬小麦用户精度和制图精度分别为91.88%和92.91%。基于hy-1c/cZI数据可以实现对冬小麦的早期识别和提取,提取精度较高,达到其他同类数据源相近的识别精度,表明基于海洋一号卫星cZI数据具有一定的农业应用潜力。

关键词： hy-1c cZI 冬小麦早期识别决策树