国家自然科学基金(40771196)
- 作品数：9 被引量：72H指数：6
- 相关作者：黄妙芬宋庆君赵祖龙邢旭峰唐军武更多>>
- 相关机构：国家卫星海洋应用中心大连海洋大学大连水产学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划国家海洋公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术天文地球石油与天然气工程环境科学与工程更多>>
- 应用CDOM光学特性估算水体COD--以辽宁省盘锦市双台子河和辽东湾为例被引量：14
- 2011年
- 有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水体中一类重要的光吸收物质,在水色遥感中,其光学特性主要以440 nm处的吸收系数和光谱斜率来表征,利用这些光学特性进行水环境要素遥感反演具有较广泛的应用前景。化学需氧量(chemical oxygen de-mand,COD)是指以化学方法(锰法和铬法)测量水样中需被氧化的还原性物质的量,而水体中的还原性物质主要以有机物为主,因此COD是反映水体中有机污染程度的一个重要参数。根据2008年5月和2009年8月在辽宁省盘锦市境内双台子河和入海口获取的CDOM吸收系数和水体表观光谱数据,结合现场COD分析数据,首先对COD与水体CDOM吸收系数进行相关性分析,结果表明有机污染物对水体吸收系数的影响主要体现在黄色物质吸收系数的光谱特性上;其次,确定表征有机污染水体CDOM吸收光谱特性指数模型的光谱斜率S;第三,针对环境一号卫星(HJ-1)/CCD传感器,建立利用其第一波段和第三波段遥感反射比反演表征CDOM浓度在440 nm处的CDOM光吸收系数ag(440)的模式;第四,建立应用CDOM光学特性估算水体COD的遥感模式;最后将模式应用于辽东湾,获取河流和近岸水体COD空间分布专题图。
- 黄妙芬宋庆君毛志华邢旭峰白贞爱古平赵祖龙
- 关键词：CDOM光学特性
- 石油类污染水体吸收特性分析被引量：19
- 2010年
- 石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油和分解油等形式存在于水体中,影响着水体的表观和固有光学特性。利用2008年5月在辽宁省盘锦市辽河油田境内双台子河和绕阳河所测定的水色三要素吸收系数以及对应的水体组分数据,分析了研究区域内Ⅱ类水体水色三要素的吸收光谱特性;探讨了水体中由于石油类污染物的存在,黄色物质和色素吸收光谱的变化特征;采用差值法确定了水体中石油类污染物的吸收系数。研究结果表明:(1)研究区域内,无论是石油类污染水体还是非石油类污染水体,非色素颗粒物和黄色物质的吸收光谱都遵循e指数衰减规律,色素吸收光谱在440nm和675nm处有以叶绿素为主的典型的色素吸收峰,在490nm处有类胡萝卜素的吸收峰;(2)对于石油类污染水体,在测定黄色物质和色素吸收系数时,由于包含了石油类污染物的作用,会增大黄色物质和色素的吸收系数;(3)石油类物质的吸收光谱曲线和非色素颗粒物、黄色物质一样遵循e指数衰减规律,但三者的指数函数斜率有明显的差别,这为将三者区分开来提供了可行性。
- 黄妙芬唐军武宋庆君
- 关键词：石油类污染黄色物质
- 环境一号卫星CCD相机水体信息采集特性分析被引量：16
- 2010年
- 利用覆盖我国4大海区共88景图像数据,针对4波段CCD相机(HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2)在水体中的信息采集特性进行分析。结果表明:(1)HJ-1A和B星虽不是水色卫星,但其CCD相机在水体中依然有一定的信息,可作为水色遥感器服务于水环境;(2)HJ-1B/CCD1在南海海域水体信息采集过程存在明显的太阳耀斑现象,因而在水色信息提取时太阳耀斑是一个不可忽略的因子;(3)无论是在一类水体还是在二类水体,各遥感器的近红外波段皆存在水体信息采集为零的现象,其中HJ1B-CCD2尤为明显。利用近10景涵盖了HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2数据,以及同时过境的EOS/MODIS,采用基于遥感器入瞳处总辐亮度的交叉定标方法进行交叉辐射定标,获取适用于水体目标的交叉辐射定标参数。最后根据瑞利散射和气溶胶散射的计算值,以及获取的交叉定标系数,反推出HJ1B-CCD2可能接受到的灰度值。
- 黄妙芬牛生丽孙中平吴传庆赵祖龙化成君
- 关键词：水体信息
- 水体石油类含量测量方法进展被引量：6
- 2012年
- 近年来,海上石油污染呈现高频率,且污染程度和面积迅速扩大的态势,给海洋生态环境造成灾难,对污染的评估和消除迫切需要时间和空间上连续的观测数据来支撑。目前水体石油类含量测量方法主要包括仪器测量和遥感反演两种方式。国内外仪器测量主要采用紫外分光光度法、荧光分光光度法、红外分光光度法和非分散红外法,从这些方法的基本原理入手,剖析了各自特点和适用范围;利用2008—2010年在辽东湾获取的水体石油类污染分析数据,探讨了利用水体固有光学特性(吸收系数和散射系数)提取水体石油类含量信息的可行性;根据石油类物质在中红外波段的吸收特征,提出了利用中红外遥感判断水体石油类物质烃类组成成分的依据;最后对仪器测量结果和遥感模型反演结果进行现场验证的实验方案进行了合理性设计。
- 宋庆君黄妙芬刘岩孙继昌
- 关键词：测量仪器遥感反演中红外
- 水体石油类信息遥感提取模式研究被引量：5
- 2012年
- 石油类是水体有机污染物中的一种,其对水体吸收系数的影响主要体现在有色可溶性有机物(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的光吸收特性上。在水色遥感领域,CDOM光吸收特性主要用其在参考波段的吸收系数和光谱斜率来表征。利用2008年5月、2009年8月和2010年6月在辽宁省盘锦市辽河油田境内获取的CDOM吸收系数、水体表观光学特性以及石油类污染浓度等试验数据,确定表征石油类污染水体CDOM吸收光谱特性的光谱斜率;根据光谱斜率以及表征CDOM浓度的440nm参考波段吸收系数,建立遥感反演水体石油类污染浓度的模式,并利用31个野外现场实测值对模式精度进行了验证,结果表明,该模式的相对误差为7%;将该模式应用于国产卫星环境一号遥感数据,获取双台子河及辽东湾近岸水体石油类污染空间分布图。
- 黄妙芬宋庆君简伟军张民伟
- 关键词：有色可溶性有机物石油类污染
- 水体石油类污染中红外波段吸收特征分析被引量：4
- 2009年
- 2008年5月21～26日在辽宁省盘锦市辽河油田境内的双台子河和绕阳河，沿河流采集了水体样本28个，并且利用取自辽河油田的稠油和稀油标样，以及污水处理厂自然污水，进行水槽配比试验，获取不同油浓度水体样本9个；在此基础上，利用红外分光光度计测定水样中的石油类污染浓度和其在3．0～4．1μm（波数2400～3300cm^-1）波长范围内的透过率；采用朗伯-比尔（Lamber—Beer）定律，计算吸光度，分析有石油类污染水体在中红外波段3．0—4．1μm（波数为2400～3300cm^-1）的吸收特征。研究结果表明：（1）水体石油类污染在中红外的吸收特征主要体现在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内，在3．0～3．3μm（2400～2700cm^-1）和3．7～4．1μm（3000～3300cm^-1）表现不明显；（2）在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内有两个吸收峰，较强的吸收峰约位于3．412μm（2925cm^-1）处，次强的吸收峰约位于3502nm（2850cm^-1）处；（3）在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内，随着波长变化，石油类物质吸收光谱曲线呈现规则的变化趋势，随着浓度的增加，吸收峰强度增强。本研究结果对于拓展中红外波段在探测水体油膜以及水环境和土壤石油类污染方面的应用可提供一定的参考。
- 黄妙芬李晓秀白贞爱秦凤英侯汝彪王玲
- 关键词：水体石油类污染中红外波段
- 反射率基法获取北京一号小卫星多光谱CCD辐射定标系数被引量：5
- 2009年
- 北京一号小卫星自2005年10月27日成功发射以来,经过3年的运行,已经获取了大量的图像,在众多领域得到定性方面的广泛应用。由于星上缺乏自带定标系统,限制了该卫星在定量方面的应用。为了拓展北京一号小卫星在定量遥感方面的应用,开展辐射定标研究是非常必要的。在辽宁省盘锦市选择了两个地面定标场,于2008年5月23日北京一号小卫星过境的同时,进行了场地反射率和大气气溶胶观测,根据反射率基法,将这些参数带入辐射传输方程计算出卫星入瞳处辐亮度,与卫星多光谱传感器测量结果进行比较得到辐射定标系数。研究表明:①虽然所选择的定标场下垫面性质不同,但是获取的辐射定标系数差别不大,利用两辐射定标参数计算的辐亮度,差值不大于2W(/m2·sr·um);②两个定标场地对应绿、红和近红外3个波段的平均斜率分别为:1.455、1.289和0.684;截距分别为:-10.828、-9.102和-5.055。最后,根据先验知识,对利用辐射定标系数计算的像元辐亮度值进行了合理性分析。所获取的辐射定标参数可为相关领域定量利用北京一号小卫星数据提供参考,并弥补北京一号小卫星数据缺乏绝对辐射定标系数的不足。
- 黄妙芬邢旭峰宋庆君王晓梅侯汝彪张敏慧
- 关键词：北京一号小卫星
- HJ-1B／IRS水温反演模型及监测示范被引量：10
- 2011年
- 利用2008～2009年期间约10景HJ-1B/IRS热红外波段遥感数据和过境时刻相应的气象观测数据,以EOS/MODIS温度产品为参照,在单窗算法的基础上,基于水体目标对该算法的参数进行修正,建立HJ-1B/IRS水体温度反演模型;将该模型反演的水体温度及采用单窗算法参数计算的温度与EOS/MODIS温度产品进行比较结果表明:采用单窗算法参数计算出的水体温度与EOS/MODIS温度产品的绝对平均误差为7.84℃;采用本研究得到的参数所反演的温度与EOS/MODIS温度产品的绝对平均误差为0.83℃。将水温反演模型应用于辽东湾区域,实现对该区域水温的动态监测。
- 黄妙芬毛志华邢旭峰孙中平赵祖龙黄薇
- 关键词：单窗算法
- 石油类污染水体后向散射特性分析——以辽宁省盘锦市双台子河和绕阳河为例被引量：15
- 2009年
- 水体悬浮物对溶解在水中的油及乳化油有吸附作用,这种作用会叠加在颗粒物上,对水体的后向散射系数产生影响,而水体后向散射系数是水色遥感的重要参数之一,对建立遥感反演石油类污染浓度半分析模型起着关键性的作用。根据2008年5月在辽宁省盘锦市辽河油田境内双台子河和绕阳河现场测定的水样,对水体组分进行浓度分析,并分别利用分光光度计及后向散射系数测量仪测定水色三要素的吸收系数和水体后向散射系数。根据获取的数据,对石油类污染水体后向散射特性进行分析,分别建立了(1)石油类污染水体后向散射系数光谱模型;(2)石油类污染水体和非石油类污染水体后向散射系数与无机悬浮物浓度的关系模型。研究结果表明:(1)在建立的后向散射系数光谱模型中,幂函数指数平均值为0.87;(2)从相关系数分析来看,对后向散射系数起主要作用的是无机悬浮物浓度,其次是石油类物质浓度,而有机悬浮物浓度几乎没有影响;(3)对于无石油类污染水体,后向散射系数与无机悬浮物浓度为对数关系模型,而与有石油类污染水体更接近线性关系模型。
- 黄妙芬宋庆君唐军武王晓梅
- 关键词：悬浮物浓度石油类污染后向散射系数
