典型海湾黄色物质光学特性及其MODIS反演模型研究

摘要

本文在国家高技术研究发展计划项目支撑下，选取了辽东湾和大连湾两个典型海湾，开展了黄色物质光学特性的研究，并针对MODIS数据建立黄色物质的反演模型，提取黄色物质浓度信息。论文的工作包括： (1)黄色物质指数模型S值的回归有三种方法，即线形法、非线性法和带有背景参数的非线性回归，三种估算方法的拟合值与实测值的相关性都很强。黄色物质在短波的吸收很强，因此本文选取了线形和非线性两种方法在350-600nm间进行回归。辽东湾线性回归S平均值为0.006nm-1，标准偏差0.004nm-1；非线性回归S平均值为0.012nm-1，标准偏差0.008nm-1。非线性回归的R2均值为0.95，而线性回归的R2均值为0.8852，比非线性回归降低了7％。大连湾线性回归S平均值为0.00711nm-1，标准偏差0.004851nm-1；非线性回归S平均值为0.00869nm-1，标准偏差0.004204nm-1。非线性回归法的R2均值为0.91，而线性回归法的R2均值为0.8291，比非线性回归法降低了9％。 (2)选取辽东湾黄色物质的光学特性进行研究，发现黄色物质400nm的吸收系数范围0.02～4.86m-1；S值的回归结果为0.012nm-1；400nm的吸收系数由近岸向海湾内的变化趋势是先增大，后降低再增大；S值由近岸向海湾内的变化趋势是先增加，后降低再增加。 (3)选取大连湾黄色物质的光学特性进行研究，发现黄色物质400nm的吸收系数范围2.84～19.69m-1；大连湾S值的回归结果比较小为0.00869nm-1；S值和αg(400)间有一定的负相关性，相关系数为-0.45256；αg(400)同叶绿素浓度的相关系数为0.60872；αg(400)同COD的相关性比较高，相关系数为0.66643。 (4)选取辽东湾现场测量的23组光谱数据进行分析，将MODIS波段进行组合选取与黄色物质现场数据相关性最高的443和488波段反演模型黄色物质的浓度，与现场数据相比较精度比较高。

目录

文摘

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引 言

第1章黄色物质的研究历史

1.1黄色物质的定义

1.1.1黄色物质的化学组成

1.1.2黄色物质的遥感定义

1.2黄色物质的光学特性

1.2.1黄色物质的吸收特性

1.2.2黄色物质的荧光特性

1.3黄色物质和DOC、DOM的关系

1.4黄色物质的来源分类

1.4.1黄色物质的陆上来源

1.4.2黄色物质的海上来源

1.5黄色物质的时空分布

1.5.1黄色物质的时间分布

1.5.2黄色物质的空间分布

第2章黄色物质海洋水色遥感的理论基础

2.1水体表观光学量与固有光学量

2.2水体生物-光学模型

2.2.3水色组分的吸收特征

2.3黄色物质的固有光学特性

2.3.1黄色物质的指数模型

2.3.2黄色物质的高斯模型

第3章海水光学特征参数的测量原理与方法

3.1研究海域的概况与站位布设

3.1.1辽东湾

3.1.1大连湾

3.2海水表观光学量的采集与处理

3.2.1光谱测量原理

3.2.2光谱仪简介

3.2.3光谱测量方法

3.2.4数据的处理

3.3黄色物质吸收系数的分析与处理

3.3.1测量原理

3.3.2紫外分光光度计简介

3.3.3样品的制备和存储

3.3.4样品的测定

3.3.5其它条件对测定的影响

第4章典型海湾黄色物质光学特性研究

4.1辽东湾黄色物质光学特性研究

4.1.1辽东湾黄色物质吸收曲线回归

4.1.2黄色物质吸收αg(400)与S的时空分布

4.1.3辽东湾光学特性小结

4.2大连湾黄色物质光学特性

4.2.1大连湾黄色物质吸收曲线与回归

4.2.2大连湾黄色物质的特点

4.2.3大连湾黄色物质的小结

第5章黄色物质卫星反演模型

5.1海洋水色卫星简介

5.2黄色物质卫星遥感模型简介

5.3 MODIS数据的获取与产品处理

5.4 MODIS黄色物质局地遥感反演模型的建立

参考文献

附录水色遥感卫星波段分布表

攻读学位期间公开发表论文

致 谢

研究生履历