近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演

杨曦光; 黄海军; 严立文; 刘艳霞; 马立杰

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近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演

杨曦光, 黄海军, 严立文, 刘艳霞, 马立杰

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杨曦光, 黄海军, 严立文, 刘艳霞, 马立杰. 近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(2): 164-169.

引用本文:

杨曦光, 黄海军, 严立文, 刘艳霞, 马立杰. 近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(2): 164-169.

Yang Xinguang, Huang Haijun, Yan Liwen, Liu Yanxia, Ma Lijie. Average Grain Size Inversion of Suspended Sediment in Offshore Waters[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(2): 164-169.

Citation:

Yang Xinguang, Huang Haijun, Yan Liwen, Liu Yanxia, Ma Lijie. Average Grain Size Inversion of Suspended Sediment in Offshore Waters[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(2): 164-169.

近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演

杨曦光^1,2,3,
黄海军^1,3,
严立文,
刘艳霞^1,3,
马立杰^1,3

¹中国科学院海洋研究所山东青岛 266071; ²中国科学院大学北京 100049;³中国科学院海洋地质与环境重点实验室山东青岛 266071

基金项目: 国家自然科学基金资助项目41076031 41306190

详细信息

作者简介:
杨曦光博士讲师主要从事遥感与地理信息系统研究

中图分类号: TP79 TP751 P333.4 P87

Average Grain Size Inversion of Suspended Sediment in Offshore Waters

¹Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences Qingdao 266071 China;²University of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China;³Key Laboratory of Marine Ueology and Environment Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences Qingdao 266071 China

摘要: 悬浮泥沙的粒径分布特征不仅体现了悬浮颗粒态物质的存在状态,而且可以指示水动力及再悬浮作用的过程和强度,因此研究悬浮泥沙粒径分布特征具有重要意义。利用Mie理论建立悬浮泥沙平均粒径反演模型,结果表明,悬浮泥沙后向散射系数与其平均粒径的三次方线性关系明显,4个波段(412nm、443nm、555nm、667nm)拟合方程决定系数均在0.93以上,拟合误差最小值为16.6322%(412nm),最大值为20.3143%(667nm)。利用QAA算法从MODIS影像上反演研究区域悬浮泥沙后向散射系数,并结合反演的悬浮泥沙浓度推算研究区域表层悬浮泥沙的平均粒径。对比发现,近岸高悬浮泥沙区域的反演结果与实测数据吻合较好,相关研究可以为深入开展陆海相互作用、海洋生态系统演变和海洋参与全球碳循环等研究提供重要数据支持。
- 平均粒径 /
- 遥感反演 /
- 悬浮泥沙浓度 /
- Mie理论
Abstract: Suspended sediment particle size distribution characteristics not only represent the state of being of the suspended particle，but can also be used to imply the procedure and strength of the hydro-dynamics and re-suspension.Mie theory is used to build the suspended sediment average grain size retrieval model. Results show that suspended sediment backscattering coefficient and the cube of average grain size has ideal linear relationship，with the determination coefficients of the fitting equations all above 0. 93 at four bands(412 nm，443 nm，555 nm，667 nm).The maximal and minimal fitting errors are 16. 632 2%(412 nm)and 20. 314 3%(667 nm)，respectively.The suspended sediment backscattering coefficient in the study area was estimated using the quasi-analytical algorithm(QAA) from a MODIS remote sensing reflectance image. Surface water average grain size was estimated by combining the retrieval values of the suspended sediment concentration and the suspended sediment backscattering coefficient.The result shows that values estimated from the inversion model are in good agreement with experimental data from near shore areas with high suspended sediment content. This study can provide significant supporting data for deep research on land-ocean interaction marine ecological system evolution，and marine participates in the global carbon cycle.
- average grain size /
- retrieval of remote sensing /
- suspended sediment concentration /
- Mie theory

[1]	韩泽文, 李卓, 孙琰, 刘大召. 利用叶绿素a浓度反演精细提取红树植物生长区域 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2022, 47(7): 1103-1112. doi: 10.13203/j.whugis20200095
[2]	韩谷怀, 秦其明, 任华忠, 汪子豪. 利用AB算法进行高分四号卫星数据反照率反演 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(4): 542-549. doi: 10.13203/j.whugis20180291
[3]	沈维青, 张丰, 刘仁义, 杜震洪. 利用SARA结合高分一号数据反演气溶胶光学厚度 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(6): 914-922. doi: 10.13203/j.whugis20190034
[4]	叶涛焱, 李莉, 姚炎明, 夏乐章, 管卫兵. 基于Landsat影像的杭州湾最大浑浊带年际变化研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(9): 1377-1384. doi: 10.13203/j.whugis20170346
[5]	张鹏, 陈晓玲, 陆建忠, 张伟, 肖雄武. 基于遥感的鄱阳湖丰水期悬浮泥沙数值模拟预测 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2017, 42(3): 369-376. doi: 10.13203/j.whugis20140880
[6]	靳华安, 李爱农, 边金虎, 雷光斌. HJ-1B CCD2与SPOT4 HRVIR数据在森林地上生物量反演中的比较分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(11): 1483-1490. doi: 10.13203/j.whugis20140594
[7]	邵振峰, 白云, 周熙然. 改进多尺度Retinex理论的低照度遥感影像增强方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(1): 32-39.
[8]	代侦勇, 张伟, 陈晓玲, 田礼乔. 应用HJ CCD传感器指数的鄱阳湖TSM浓度遥感监测 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(11): 1303-1307.
[9]	刘海, 陈晓玲, 宋珍, 殷守敬. MODIS影像雪深遥感反演特征参数选择与模型研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(1): 113-116.
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[11]	于君明, 蓝朝桢, 周艺, 王世新. 农作物含水量的遥感反演 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(2): 210-213.
[12]	赵齐乐, 郭靖, 柳响林, 施闯. 利用星载GPS历元差分计算的平均加速度反演地球重力场 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(10): 1168-1171.
[13]	舒宁. 关于遥感影像处理分析的理论与方法之若干问题 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2007, 32(11): 1007-1010.
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近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演

¹中国科学院海洋研究所山东青岛 266071; ²中国科学院大学北京 100049;³中国科学院海洋地质与环境重点实验室山东青岛 266071

基金项目: 国家自然科学基金资助项目41076031 41306190

作者简介:
杨曦光博士讲师主要从事遥感与地理信息系统研究

收稿日期: 2013-04-19
刊出日期: 2015-02-05

中图分类号: TP79 TP751 P333.4 P87

关键词:

摘要: 悬浮泥沙的粒径分布特征不仅体现了悬浮颗粒态物质的存在状态,而且可以指示水动力及再悬浮作用的过程和强度,因此研究悬浮泥沙粒径分布特征具有重要意义。利用Mie理论建立悬浮泥沙平均粒径反演模型,结果表明,悬浮泥沙后向散射系数与其平均粒径的三次方线性关系明显,4个波段(412nm、443nm、555nm、667nm)拟合方程决定系数均在0.93以上,拟合误差最小值为16.6322%(412nm),最大值为20.3143%(667nm)。利用QAA算法从MODIS影像上反演研究区域悬浮泥沙后向散射系数,并结合反演的悬浮泥沙浓度推算研究区域表层悬浮泥沙的平均粒径。对比发现,近岸高悬浮泥沙区域的反演结果与实测数据吻合较好,相关研究可以为深入开展陆海相互作用、海洋生态系统演变和海洋参与全球碳循环等研究提供重要数据支持。

English Abstract

Average Grain Size Inversion of Suspended Sediment in Offshore Waters

¹Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences Qingdao 266071 China;²University of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China;³Key Laboratory of Marine Ueology and Environment Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences Qingdao 266071 China

Received Date: 2013-04-19
Publish Date: 2015-02-05

Keywords:

Abstract: Suspended sediment particle size distribution characteristics not only represent the state of being of the suspended particle，but can also be used to imply the procedure and strength of the hydro-dynamics and re-suspension.Mie theory is used to build the suspended sediment average grain size retrieval model. Results show that suspended sediment backscattering coefficient and the cube of average grain size has ideal linear relationship，with the determination coefficients of the fitting equations all above 0. 93 at four bands(412 nm，443 nm，555 nm，667 nm).The maximal and minimal fitting errors are 16. 632 2%(412 nm)and 20. 314 3%(667 nm)，respectively.The suspended sediment backscattering coefficient in the study area was estimated using the quasi-analytical algorithm(QAA) from a MODIS remote sensing reflectance image. Surface water average grain size was estimated by combining the retrieval values of the suspended sediment concentration and the suspended sediment backscattering coefficient.The result shows that values estimated from the inversion model are in good agreement with experimental data from near shore areas with high suspended sediment content. This study can provide significant supporting data for deep research on land-ocean interaction marine ecological system evolution，and marine participates in the global carbon cycle.

杨曦光, 黄海军, 严立文, 刘艳霞, 马立杰. 近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(2): 164-169.

引用本文:

杨曦光, 黄海军, 严立文, 刘艳霞, 马立杰. 近岸水体表层悬浮泥沙平均粒径遥感反演[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(2): 164-169.

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