国家海洋公益性行业科研专项(201005025-04)
- 作品数：7 被引量：40H指数：5
- 相关作者：黄妙芬宋庆君邢旭峰赵祖龙王伟轩更多>>
- 相关机构：大连海洋大学国家卫星海洋应用中心国家海洋局第二海洋研究所更多>>
- 发文基金：国家海洋公益性行业科研专项国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程自动化与计算机技术动力工程及工程热物理更多>>
- 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
- 摆式波浪能转化装置的设计研究被引量：4
- 2013年
- 海洋能作为一种清洁的可再生能源,利用其进行发电的装置研究越来越受到人们的重视。波浪能是海洋能的一种,国内外众多机构已经研究出多种形式的波浪能转化装置,但由于这些转化装置普遍存在着转换效率偏低的问题,成为大规模推广应用的障碍之一。在综合分析已有装置的基础上,设计出一种能有效提高波浪能利用的摆式波浪能转化装置模型。该装置的主要特点在于:(1)摆体采用多片状的结构,通过采用在多片摆中加空隙允许波浪通过的方法,防止在摆的后方形成漩涡,影响摆的反向发电;(2)摆体支架采用多三角形结构的形式,减少对波浪运动的阻挡;(3)利用摆体所转过的弧长来驱动齿轮部分,放大齿轮部分的转动效率,从而提高波浪能利用率;(4)通过改变齿轮组的齿轮啮合方式,使摆体的双向摆动转变为齿轮的单向转动驱动发电机,进一步提高波浪能转化效率。
- 赵祖龙黄妙芬毕玉明谢亚洲张连龙
- 关键词：波浪能机械传动机构电能
- 油砂混合水体后向散射系数光谱贡献分离算法Ⅰ:实验理论被引量：7
- 2017年
- 在石油类污染水体中,油会吸附在悬浮颗粒物表面而形成一个双层结构,影响水体后向散射系数光谱特征,分离水体石油类物质与悬浮颗粒物对后向散射系数光谱的贡献,能提高水体石油类污染后向散射理论模型的准确性。将美国Wyatt公司生产DAWN HELEOSⅡ18角度散射测量仪、美国SEQUOIA公司生产的LISST-100xB粒径仪和美国Hobilabs公司的后向散射仪HydroScat-6Sprctral Backscattering Sensor(HS6)联动观测,构成后向散射系数光谱测量系统,分别测量不同水样的散射强度电压值、粒径分布及粒径浓度、后向散射系数等参数,提出了利用Mie散射理论计算未知折射系数物质的体散射函数β(λ,θ)的新思路及分离后向散射系数光谱的算法。选择已知折射系数m的石英砂作为颗粒物与采自不同油田区域的油污水进行配比,获取不同特性水样,测定相关数据。首先,根据Mie散射理论计算出各样本对应的水体体积散射函数β(λ,θ);其次,建立的DAWN HELEOSⅡ18角度激光散射仪测定散射强度对应的电压值V(θ)转化为体积散射函数β(λ,θ)的关系式;再次,根据最优化方法估算出油砂混合的等效折射系数mos以及油的折射系数mo;最后,利用β(λ,θ)和估算的mos值及mo计算出各类样本的后向散射系数bb(λ),分别建立油污水bb,o(λ)和石英砂bb,s(λ)与油砂混合总bb,os(λ)的分离算法。分离算法的建立一方面提高了水体石油类污染后向散射理论模型的准确性,另外一方面拓展了米散射理论在海洋水色遥感中的应用。
- 黄妙芬邢旭峰宋庆君刘远
- 关键词：MIE散射理论
- 石油污染水体荧光图谱特征分析被引量：10
- 2014年
- 石油类物质对水体吸收系数的影响主要通过黄色物质(CDOM)体现出来,CDOM和石油类物质皆具有荧光基团,如果两者的荧光图谱各自特征明显的话,那么有望利用荧光技术分离出水中石油物质和CDOM各自对水体总吸收系数的贡献,从而提高水体石油类物质含量的遥感反演精度。以大连周边海水和山区水库水为自然水体本底,分别与取自采油污水厂和炼油污水厂的污水进行混合配比,利用试验数据分析了仅含CDOM、含油与CDOM混合、仅含石油三种水样的荧光图谱特征,旨在为利用荧光技术分离出水中石油物质和CDOM各自对水体总吸收系数的贡献提供依据。分析结果表明:(1)自然水体中,海水的CDOM具有三个典型荧光峰,分别位于Ex:225-230nm/Em:320~330nm,Ex:280nm/Em:340nm和Ex:225-240nm/Em:430~470nm,为海水叶绿素碎屑物所致;淡水具有两典型荧光峰,分别位于:Ex:240~260nm/Em:420~450nm和Ex:310~350nm/Em:420~440nm,为陆源物质所致;(2)用正己烷萃取后的仅含油水样,具有1~3个荧光峰,分别位于Ex:220~240nm/Em:320-340nm,Ex:270~290nm/Em:310~340nm和Ex:220~235nm/Em:280~310nm,为各自烃类成分所致;(3)在自然水体中混入油污水后,含油和CDOM的水样荧光图谱呈现出一个非常强的荧光峰,位于Ex:230~250nm/Em:320~370nm,为CDOM和石油类物质荧光成分共同作用所致。
- 黄妙芬宋庆君邢旭峰简伟军刘远赵祖龙
- 关键词：自然水体CDOM
- 珠江口海域a_g(440)遥感模式研究及应用被引量：8
- 2015年
- 有色可溶性有机物质（Coloured Dissolved Organic Matter,CDOM）直接影响着海水的光学性质,为水体有机污染物含量遥感反演的基础参数之一。在水色遥感研究领域,一般用440nm波长位置的吸收系数ag（440）来表示其浓度,因而建立ag（440）遥感反演模式,对于掌握相关海域CDOM浓度的空间变化规律及进一步提取其他水环境参数具有重要的作用。利用2013年11月和2014年2月两个航次在珠江口海域现场采集的表观光学量及固有光学量数据,建立了基于HJ-1/CCD卫星传感器的ag（440）遥感反演模型,并应用于珠江口海域,得到该区域2012年1月至2014年6月晴天CDOM浓度空间动态分布图。研究结果表明：（1）现场测定的珠江口海域ag（440）在0.1-0.3m-1,且不同断面ag（440）呈现出一定的规律性变化;（2）利用现场实测数据对遥感模式估算值进行验证,计算出估算值的相对误差为9%,表明所建立模式具有较高的准确率;（3）遥感反演的CDOM空间分布数据与实测数据得到的分布特征基本吻合,整个珠江口及其邻近海域ag（440）的数值范围为0.07-0.31m-1,而且珠江口西部海域ag（440）高于中部和东部海域。
- 黄妙芬王迪峰邢旭峰韦济安刘东赵祖龙王伟轩刘阳
- 关键词：珠江口海域CDOM
- 基于归一化遥感反射比反演水中石油含量模式研究被引量：8
- 2015年
- 自然水体中石油污染含量的时空间分布是数字地球领域水体环境研究的一个重要参数,利用遥感技术提取水中石油含量也是数字地球研究领域的一个热点问题。基于2009—2013年进行的六次石油类污水野外配比实验数据,结合2013年6月—2014年4月晴天获取的中国辽宁盘锦辽河油田Landsat 8/OLI遥感数据,在对配比实验测定值、Landsat 8/OLI传感器模拟值和Landsat 8/OLI传感器过境值等三类遥感反射比数据进行归一化处理的基础上,通过对波段特征进行分析,发现含油水样与无油水样在绿色、红色和近红外波段的遥感反射比存在明显的差异,由此提出了水体石油污染归一化遥感反射比指数NDPRI(Normalized Difference Petroleum Remote Sensing Reflectance Index),该指数可用来判断水体是否存在油污染,进一步建立利用NDPRI来反演水中石油含量遥感模式。结果表明:(1)含油水样和无油水样在蓝色波段的归一化遥感反射比差别不大;(2)含油水样在绿色和红色波段的归一化遥感反射比明显低于无油水样;(3)无油水样在近红外波段的归一化遥感反射比呈现下降趋势,而含油水样的归一化遥感反射比随着石油类浓度含量的增加而明显抬升,呈现出较好的线性关系;(4)含油水样,其NDPRI小于0.45,此阈值作为是否有油污染的判断值。最后,利用2014年4—8月污水厂获取的现场实测数据对模式进行验证,相对误差为13.5%,表明所建立的模式具有良好的石油含量反演精度。
- 黄妙芬宋庆君陈利搏张连龙孙圳王伟轩王忠林
- 关键词：含油污水LANDSAT
- 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
