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耦合地表方向反射特性的城市地区气溶胶光学厚度遥感反演

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遥感学报 2022年第11期26卷 2219-2233页

作者：田信鹏高志强刘强王德王跃启中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 鹏成国家实验室深圳518055

地气分离是气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)卫星遥感反演中的难点之一,当前大多反演算法一般将地表假定为朗伯体,这使得反演结果在城市等高异质地区具有较大的不确定性。本文利用长时间序列MODIS BRDF/Abledo产品,通过离散余... 详细信息

地气分离是气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)卫星遥感反演中的难点之一,当前大多反演算法一般将地表假定为朗伯体,这使得反演结果在城市等高异质地区具有较大的不确定性。本文利用长时间序列MODIS BRDF/Abledo产品,通过离散余弦变换的惩罚最小二乘估计时空滤波算法构建了地表BRDF形状因子先验数据集。通过耦合考虑地表各向异性反射特性的辐射传输前向模型及半经验核驱动模型,以先验数据集为驱动进行地表参数估算,实现考虑地表BRDF效应的气溶胶遥感反演。基于该算法,以北京为研究区开展了Landsat 8 OLI传感器反演实验,并使用AERONET地基观测数据及与朗伯假设和地表反射率数据库支持反演进行交叉对比,结果表明,新算法在城市/植被地区的反演点对在期望误差线内比重为84.6%/86.0%,可以有效改善朗伯假设对AOD的高估。通过与MODIS气溶胶产品(MOD04/MCD19A2)对比,新算法获取的AOD与AERONET观测值具有更高的一致性,城市站点反演结果在误差线内占比较DT、DB、DTDB及MAIAC产品分别提高了46.8%、13.9%、14.7%及4.4%,且有效对比点数高于MODIS产品。新算法可以获取500 m空间分辨AOD,能提供空间更为连续的气溶胶细节信息,显示了在支持区域污染精细管控及污染物溯源等领域的应用潜力。

关键词：气溶胶光学厚度地表方向反射核驱动模型 MODIS Landsat 8 OLI

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基于微波散射实验的油种识别研究

海洋与湖沼 2023年第1期54卷 30-43页

作者：马靖过杰中国科学院烟台海岸带研究所、中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

海上溢油来源复杂,溢油种类多样,正确识别溢油类型对于溢油应急的快速反应具有重要意义。合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)具有全天时全天候的监测优势,在海面溢油监测中发挥着主力军作用,但在油种识别方面存在不足。利用C... 详细信息

海上溢油来源复杂,溢油种类多样,正确识别溢油类型对于溢油应急的快速反应具有重要意义。合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)具有全天时全天候的监测优势,在海面溢油监测中发挥着主力军作用,但在油种识别方面存在不足。利用C波段全极化散射计对柴油、原油、油水混合物和棕榈油进行外场实验观测,探究微波识别油膜的敏感特征参数,并将敏感特征参数应用于海上油膜实验获取的SAR图像进行油种识别。结果表明,在垂直(vertical transmission vertical reception,VV)极化方式下的油水差(?σ0)可以有效识别植物油和矿物油;基于d B和linear units表达的后向散射系数(NRCS)计算的抑制比(DR)在垂直(VV)和水平(horizontal transmission horizontal reception,HH)极化方式下可以有效识别植物油和矿物油,并且在交叉(vertical transmission horizontal reception/horizontal transmission vertical reception,VH/HV)极化方式下linear units表达的NRCS计算的抑制比可以识别原油和乳化油;极化差(PD)可用于识别原油、乳化油和植物油。

关键词：油种识别合成孔径雷达(SAR) C波段全极化散射计敏感特征参数

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片段/虚拟分子印迹聚合物的应用新进展

色谱 2021年第2期39卷 134-141页

作者：王艺晓李金花王莉燕齐骥陈令新中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室海岸带环境工程技术研究与发展中心山东烟台264003 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

分子印迹聚合物(MIPs)是通过模拟酶与底物或抗原抗体特异性结合原理而制备的高分子聚合物,以其结构预定性、识别特异性、制备简便、成本低、耐受性强等优点而被广泛用于样品前处理、传感分析、生物医药、环境/食品分析等多个领域。目前... 详细信息

分子印迹聚合物(MIPs)是通过模拟酶与底物或抗原抗体特异性结合原理而制备的高分子聚合物,以其结构预定性、识别特异性、制备简便、成本低、耐受性强等优点而被广泛用于样品前处理、传感分析、生物医药、环境/食品分析等多个领域。目前已发展多种策略用于MIPs制备,达到简化制备过程或提高聚合物性能等目的,极大拓宽了MIPs的应用范围。对各种先进印迹策略及其组合使用的探索已成为MIPs制备的研究热点之一。其中,片段印迹策略和虚拟模板印迹策略备受青睐。片段印迹策略是选择目标分子中含有特定官能团的一部分(片段结构)作为模板进行印迹,通过对片段的识别达到对整个分子的识别,能够克服某些目标物不易获得或体积较大不适合作为模板的问题,为印迹易失活、易传染的目标物及整体印迹困难的大分子提供可行的方法。虚拟模板印迹策略是选用与目标物特异性结构相似或相同的其他物质代替目标物作为模板制备MIPs,可在很大程度上解决模板不易获得或较昂贵等问题,以及避免模板可能泄漏对结果造成的影响,尤其适用于目标物造价高、具有感染性、易燃易爆、易降解等不适合作为模板分子的情况。该文选取了最近4年发表在ACS、Elsevier、RSC等数据库约20篇相关文献,综述了片段/虚拟MIPs(FMIPs/DMIPs)的应用新进展。首先,针对蛋白质和微生物检测以及哺乳动物细胞印迹,介绍了FMIPs在生物医药领域的应用,另外介绍了FMIPs在食品分析领域的研究进展。随后,介绍了DMIPs在样品前处理和传感分析领域的应用。在样品前处理中,DMIPs主要作为固相萃取吸附剂进行装柱固相萃取、分散固相萃取、磁固相萃取、基质固相分散萃取等,或作为分子印迹膜材料,用于选择性萃取和富集分离样品中的目标分析物。在传感分析领域,DMIPs主要作为传感器的传感和转导元件,提高化学发光或荧光检测等方法的灵敏度和准确度。最后,对片段印迹和虚拟模板印迹策略的优缺点、区别与联系进行了总结,并展望了这两种策略的发展与应用前景。

关键词：分子印迹聚合物片段印迹虚拟模板印迹制备应用综述

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基于离子通道的电化学传感技术研究进展

分析化学 2018年第9期46卷 1350-1356页

作者：姜晓晶梁荣宁秦伟中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室和山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院大学

近年来,基于离子通道的电化学检测技术备受关注,目前该技术已广泛应用于DNA测序、分子间相互作用测定以及无机离子、生物分子等检测中。本文从电化学检测方法的角度,综述了近年来基于离子通道的电流型、阻抗型以及电位型检测技术在化学... 详细信息

近年来,基于离子通道的电化学检测技术备受关注,目前该技术已广泛应用于DNA测序、分子间相互作用测定以及无机离子、生物分子等检测中。本文从电化学检测方法的角度,综述了近年来基于离子通道的电流型、阻抗型以及电位型检测技术在化学与生物传感中的应用研究进展,重点介绍了此技术的作用原理及传感器构建方法,并对离子通道基电化学传感技术进行了展望。

关键词：离子通道电化学检测技术化学与生物传感评述

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海岸带蓝碳增汇:理念、技术与未来建议

中国科学院院刊 2023年第3期38卷 492-503页

作者：韩广轩宋维民李远肖雷雷赵明亮初小静谢宝华中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站东营257500

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估... 详细信息

盐沼、红树林、海草床等海岸带生态系统的蓝碳功能和固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。然而以往的海岸带生态系统生态保护和修复工程忽视了蓝碳固碳增汇技术,在项目实施及管理过程中对碳汇状况的动态监测和系统评估也不够完善。文章提出了海岸带生态系统蓝碳增汇理念,重点围绕土壤碳减排技术、植物固碳增汇技术、土壤微生物固碳技术、碳沉积埋藏技术这4个关键技术,探索海岸带蓝碳增汇技术体系与途径。建议未来应从研发海岸带蓝碳增汇技术、实现生态保护修复与固碳增汇协同增效、加强固碳增汇技术的监测与评估、建立海岸带蓝碳碳汇发展的长效管理机制等方面,加快前瞻布局和系统研究,为制定海岸带蓝碳增汇途径和提升碳汇功能提供理论和技术支持,在增加生态碳汇能力和实现碳达峰碳中和目标中发挥积极作用。

关键词：蓝碳海岸带生态系统固碳增汇生态修复理念与技术

基于自动化量规法的中国大陆海岸线分形特征研究——与网格法的比较分析

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地理与地理信息科学 2023年第4期39卷 37-43页

作者：徐鹤张玉新侯西勇樊超郭玉中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003

分形维数是描述海岸线复杂程度的重要指标,以手工绘制量规圆计算分形维数的方法在准确性和便捷性上已不适用于当前信息时代大空间尺度的海岸线研究。该文基于开源PyQGIS开发自动化量规法计算软件,实现了中国大陆及不同海区、不同沿海省... 详细信息

分形维数是描述海岸线复杂程度的重要指标,以手工绘制量规圆计算分形维数的方法在准确性和便捷性上已不适用于当前信息时代大空间尺度的海岸线研究。该文基于开源PyQGIS开发自动化量规法计算软件,实现了中国大陆及不同海区、不同沿海省域海岸线量规维的高效计算,并与网格法计算的盒计维进行对比分析。研究结果表明:(1)与传统手工量规法相比,自动化量规法能在延长计算标度的同时保证运算速度和准确性,得到的量规维总体上高于网格法得到的盒计维;(2)经自动化量规法计算得到的2020年中国大陆海岸线的分形维数为1.1948,杭州湾以北和以南海岸线的分形维数分别为1.1704和1.2175,说明杭州湾以南海岸线更复杂;(3)中国大陆海岸线的分形维数呈现“南北高、中间低”的空间分布特征,在海区层面上,南海海区分形维数最大(1.2091),南黄海海区最小(1.1563),省域层面上,天津的分形维数最大(1.2904),上海最小(1.0875)。自动化量规法计算软件可为海岸线分形研究提供便捷有力的计算工具,同时可为海岸线资源调查和综合管理提供技术支持。

关键词：海岸线分形维数量规法网格法自动化

表面增强拉曼散射纳米针尖用于单细胞内环境的检测研究

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分析化学 2023年第3期51卷 356-367页

作者：陈颖梅荣超王运庆刘万卉陈令新烟台大学药学院分子药理和药物评价教育部重点实验室(烟台大学)新型制剂与生物技术药物研究山东省高校协同创新中心中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室

表面增强拉曼散射（SERS）纳米针尖是一类单细胞分析新技术，在细胞内环境检测和细胞生理功能研究等方面具有良好的应用潜力。由于SERS纳米针尖可负载的贵金属粒子数量少，因此，筛选和修饰高SERS增强能力的纳米粒子是确保其检测灵敏度... 详细信息

表面增强拉曼散射（SERS）纳米针尖是一类单细胞分析新技术，在细胞内环境检测和细胞生理功能研究等方面具有良好的应用潜力。由于SERS纳米针尖可负载的贵金属粒子数量少，因此，筛选和修饰高SERS增强能力的纳米粒子是确保其检测灵敏度的关键。本研究制备了一种核-卫星结构的Au纳米粒子，单颗粒信号较传统Au纳米球和Au纳米星显著提高。将此粒子涂覆在尖端直径约为200 nm的玻璃毛细管表面，形成SERS纳米针尖，进一步功能化修饰靶标敏感型拉曼报告分子，使其具备检测微区环境中p H值和O2的能力。作为应用性能考察，采用SERS纳米针尖实现了单个HL-7702细胞内pH值和缺氧状态监测。本研究解决了传统颗粒态SERS探针用于细胞分析面临的随机聚集和难以精确定位等瓶颈问题，为单细胞内环境检测分析提供了一种新的分析工具。

关键词：表面增强拉曼散射单细胞检测纳米针尖细胞pH值细胞缺氧

HY-1卫星CZI影像在黄海绿潮监测的应用

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遥感学报 2023年第1期27卷 146-156页

作者：王鑫华刘海龙邢前国刘建强丁静金松中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院大学北京100049 自然资源部国家卫星海洋应用中心北京100081

海洋一号C(HY-1C)卫星搭载的海岸带成像仪CZI(Coastal Zone Imager)广泛应用于中国近海生态灾害监测。本研究以16 m分辨率的高分六号WFV(Wide Field of View)影像提取的绿潮覆盖面积作为参考值,从绿潮漏检率和覆盖面积定量评估了CZI影... 详细信息

海洋一号C(HY-1C)卫星搭载的海岸带成像仪CZI(Coastal Zone Imager)广泛应用于中国近海生态灾害监测。本研究以16 m分辨率的高分六号WFV(Wide Field of View)影像提取的绿潮覆盖面积作为参考值,从绿潮漏检率和覆盖面积定量评估了CZI影像的绿潮监测能力,并与250 m分辨率的MODIS提取结果进行了对比分析。结果表明,CZI影像的绿潮平均漏检率只有MODIS影像的1/5左右,绿潮覆盖面积比MODIS影像小50%以上。MODIS和CZI影像的绿潮覆盖面积呈线性相关,将MODIS影像的绿潮覆盖面积转换为CZI结果;该结果显示,2019年、2021年度绿潮最大覆盖面积为2000 km^(2)左右,是2020年同期的6倍左右。在绿潮监测方面,相比于MODIS,CZI影像的绿潮漏检率较低且覆盖面积更接近真实参考值。本研究建立了CZI与目前较常用的MODIS绿潮覆盖面积的转换关系,可弥补CZI观测频次的缺陷,进而实现绿潮高频次观测。

关键词：绿潮浒苔 HY-1C CZI MODIS 漏检率覆盖面积黄海

2010—2020年中国沿海主要海湾形态变化特征

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自然资源学报 2022年第4期37卷 1010-1024页

作者：徐鹤张玉新侯西勇李东中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003

为揭示近期中国沿海主要海湾形态的变化特征,基于Landsat影像提取2010年、2015年和2020年中国沿海主要海湾的空间信息,以海湾岸线类型结构、岸线开发利用程度、海湾面积、海湾形状和平面重心位移作为评价指标,分析2010—2020年中国沿海... 详细信息

为揭示近期中国沿海主要海湾形态的变化特征,基于Landsat影像提取2010年、2015年和2020年中国沿海主要海湾的空间信息,以海湾岸线类型结构、岸线开发利用程度、海湾面积、海湾形状和平面重心位移作为评价指标,分析2010—2020年中国沿海主要海湾的形态变化特征。结果表明:(1)近10年间中国沿海主要海湾岸线长度及结构变化显著,自然岸线长度和保有率下降;(2)海湾岸线开发利用程度上升,但上升速度开始放缓,大多数海湾属于中等开发程度;(3)海湾面积持续萎缩,但萎缩速度放缓,渤海海区海湾的面积萎缩幅度最大且速度最快;(4)海湾形状的变化趋势存在南北差异,北方趋于复杂,南方趋于简单,总体则趋于简单;(5)海湾平面重心在2015年后趋于稳定,位移距离减小,位移速度放缓。总的来说,海湾形态变化的主导因素是以围填海为主的人类活动,国家层面近年来实施的围填海管控政策和措施已在海湾形态变化方面初步显现成效。研究认为,应对中国沿海的海湾进行基本功能定位和划分,实施精细化分类管理,促进海湾区域“三生空间”布局优化。

关键词：海湾岸线结构岸线变化海湾面积形状指数海湾重心围填海