本文關(guān)鍵詞：我國(guó)黃、東海滸苔和馬尾藻的遙感鑒別及綠潮發(fā)生過(guò)程研究　出處：《華東師范大學(xué)》2014年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：2007—2013年間,滸苔綠潮已連續(xù)七年在黃海海域大規(guī)模暴發(fā),已成為該海域主要海洋生態(tài)災(zāi)害之一。近幾年來(lái),黃、東海海域漂浮馬尾藻發(fā)生規(guī)模增加,馬尾藻出現(xiàn)在原滸苔綠潮的海域,與漂浮滸苔發(fā)生混生現(xiàn)象,影響綠潮的遙感監(jiān)測(cè)。本文開(kāi)展海水、滸苔和馬尾藻的現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室光譜測(cè)量及分析,掌握其光譜特征差異,進(jìn)行高光譜和多光譜衛(wèi)星影像上滸苔和馬尾藻鑒別方法研究,對(duì)2007—2013年間長(zhǎng)時(shí)間序列的綠潮時(shí)空特征進(jìn)行分析歸納,并將綠潮每年發(fā)生過(guò)程分為四個(gè)不同階段,研究不同階段綠潮的環(huán)境特征和識(shí)別方法。主要工作及結(jié)論如下：(1)海水、滸苔和馬尾藻現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室光譜測(cè)量顯示,海水、滸苔和馬尾藻的光譜特征差異明顯；可見(jiàn)光波段,海水反射率一般低于滸苔和馬尾藻,滸苔光譜在510-580nm波段間,形成一個(gè)反射峰波段,馬尾藻反射峰在580nm-650nm波段間,滸苔和馬尾藻的光譜特征在510-650nm波段間存在差異；近紅外波段,滸苔和馬尾藻反射率都很高,海水反射率一般很低,海水、滸苔和馬尾藻光譜近紅外波段差異最大。隨大型藻體懸浮深度的增加,水面光譜量值減小,紅光至近紅外波段光譜量值降低最明顯。(2)利用兩景HSI高光譜衛(wèi)星影像,進(jìn)行大氣校正等預(yù)處理過(guò)程,分析高光譜影像上滸苔和馬尾藻的光譜特征差異,可以利用大型藻體特有的、連續(xù)的反射光譜結(jié)合遙感監(jiān)督分類(lèi)實(shí)現(xiàn)藻體鑒別和信息提取。(3)針對(duì)多光譜衛(wèi)星影像滸苔和馬尾藻的鑒別,本文采用兩個(gè)步驟,第一步將海水和大型藻體(滸苔和馬尾藻)分開(kāi),第二步鑒別出滸苔和馬尾藻。對(duì)于第二步驟,新建了多光譜衛(wèi)星影像滸苔和馬尾藻的鑒別算法,即綠光藻體指數(shù)其公式為方法在HJIA/1B和Landsat 8衛(wèi)星影像鑒別滸苔和馬尾藻實(shí)證研究中取得了較好的效果,特別在滸苔和馬尾藻混生現(xiàn)象中能有效鑒別出這兩類(lèi)藻體。(4)收集與綠潮相關(guān)的大量HJIA/IB和MODIS衛(wèi)星影像資料,開(kāi)展綠潮衛(wèi)星遙感信息提取,對(duì)2007—2013年間長(zhǎng)時(shí)間序列的綠潮時(shí)空特征進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,2007—2013年間,綠潮基本在每年的5-9月間出現(xiàn),每年持續(xù)時(shí)段有所差異；綠潮每年都經(jīng)歷一次完整的發(fā)生、發(fā)展和消亡過(guò)程；綠潮的覆蓋面積與分布面積年內(nèi)和年際變化幅度大；綠潮基本分布于江蘇鹽城市至山東乳山市海域；綠潮每年至少有一次完整的源于江蘇鹽城向山東半島南岸的漂移路徑；2007年、2008年、2010年、2011年和2013年綠潮漂移路徑偏西。(5)將每年綠潮的發(fā)生發(fā)展過(guò)程分為四個(gè)階段,即初生期、暴發(fā)期、維持期和消亡期；比較了2008—2013年間不同階段綠潮的12項(xiàng)環(huán)境要素特征。(6)依據(jù)綠潮的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)資料,選取208個(gè)訓(xùn)練樣本和88個(gè)測(cè)試樣本,基于環(huán)境要素采用判別分析方法和支持向量機(jī)方法對(duì)不同階段綠潮進(jìn)行識(shí)別研究。結(jié)果顯示,判別分析和支持向量機(jī)方法對(duì)基于環(huán)境要素的不同階段綠潮識(shí)別率都很高,都可以作為可選擇的識(shí)別方法；與判別分析方法比較,支持向量機(jī)方法在基于環(huán)境要素的不同階段綠潮識(shí)別中優(yōu)勢(shì)更明顯,回代檢驗(yàn)訓(xùn)練樣本的判別準(zhǔn)確率由92.8%提高到99.5%,直接檢驗(yàn)測(cè)試樣本的判別準(zhǔn)確率由92.0%提高到96.6%。通過(guò)本文的研究,我們?nèi)〉昧艘恍┯幸饬x的結(jié)論,為中高分辨率多光譜衛(wèi)星影像鑒別滸苔和馬尾藻提供了一種適用的技術(shù)方法,加深了對(duì)中國(guó)綠潮災(zāi)害發(fā)生規(guī)律性認(rèn)識(shí),為下一步綠潮預(yù)警預(yù)報(bào)研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:In the period of 2007 - 2013 , the sea water , Enteromorpha prolifera and Sargassum thunbergii have been widely used in the sea area for seven years , which has become one of the main marine ecological disasters in the sea area . In recent years , the spectral characteristics of sea water , Enteromorpha prolifera and Sargassum thunbergii have been greatly reduced . ( 3 ) For the identification of Enteromorpha prolifera and Sargassum thunbergii , two steps are adopted in this paper . The first step is to separate the sea water and the large algae bodies ( Enteromorpha and Sargassum ) , and to identify the Enteromorpha and Sargassum thunbergii in the second step . ( 6 ) Based on the marine environment monitoring data of green tide , 208 training samples and 88 test samples were selected , and the identification of green tide in different stages was studied based on the environmental factors . The results showed that the discriminant analysis and support vector machine method could be used as the alternative identification method .

【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：X55;X87

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本文編號(hào)：1418658