基于卫星遥感的黄渤海悬浮颗粒物分类研究开题报告
2022-01-07 10:01
全文总字数：3403字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
本课题的目的：悬浮颗粒物在海水中起着至关重要的作用，该选题拟基于2003—2016年的卫星遥感数据，利用基于后向散射效率的方法对黄渤海悬浮颗粒物进行分类，进而研究黄渤海悬浮颗粒物类型的时空变化特征，并尝试探索其变化原因，为更好地认识黄渤海的生物化学过程、推动水色遥感的发展提供理论和技术支持。
本课题的研究意义：悬浮颗粒是沿海和海洋水域中的一种重要类型的物质，在海洋物理和生物地球化学过程中具有重要作用。按照物质组成的不同，悬浮颗粒物可以分为有机和无机两大类。有机颗粒物包括浮游植物及有机碎屑，而无机颗粒主要包括泥沙等矿物颗粒。悬浮颗粒物极大地影响着海水的光学特性以及光在水下的辐射传输，在很大程度上控制着海水固有光学特性。因此，开展对悬浮颗粒物的分类研究，将为认识水体中物质组成提供重要的理论和方法依据，进而，对了解水体光学特性具有重要的意义，将积极推动海水环境遥感监测技术体系的不断完善，促进水体遥感信息挖掘的发展。国内外研究现状
通过查阅文献资料发现，前人的研究多聚焦于水体的分类，而针对悬浮颗粒物的分类研究较少。后向散射比为总颗粒物后向散射系数与总散射系数之间的比值，表示为。最近几年来的研究表明后向散射比是悬浮颗粒物组成的一个重要指示剂。因此，有不少研究者针对后向散射比展开了研究，如马荣华等（2008）利用二次函数模拟后向散射比的光谱变化，Aas等（2005）则通过幂函数进行模拟；李敏敏等（2013）通过幂函数模拟黄东海水体中悬浮颗粒物后向散射比的光谱变化，所获得的光谱曲线斜率参数1.0609；Aas等（2005）对斯卡格拉克海峡进行研究所获得的参数为1.12；孙德勇等（2008）对太湖水体进行研究时获得后向散射比模型参数2.34。由此可见，不同悬浮颗粒物后向散射比的光谱斜率参数存在一定的差异，浮游植物占主导地位的颗粒群后向散射比较小，而高折射率悬浮无机颗粒占主导地位时，后向散射比明显增大。李敏敏（2013）在大量现场实测数据基础上研究了黄东海区域悬浮颗粒物后向散射比的光谱特性，表明悬浮颗粒物后向散射比具有波段特征；后向散射比与离岸距离显著负相关，后向散射比最小的站位离岸最远，水体相对清洁，水体中三要素的比例相对均衡，而后向散射比最大的站位分布在泥沙含量较多且受湍流扰动较为严重的在近岸海域，该海域的水体成分复杂，动力变化明显，表现为强后向散射比；据此，建立了基于后向散射比的悬浮颗粒物分类方法。然而，需要指出的是，该基于后向散射比的悬浮颗粒物分类方法无法应用到卫星遥感数据上，只能用于现场实测数据。
2. 研究的基本内容
本论文的主要研究内容包括以下方面：
1）收集整理2003—2016年黄渤海卫星遥感数据，对数据资料进行预处理；利用基于后向散射效率的分类方法，对黄渤海海域的悬浮颗粒物进行分类，并绘制出黄渤海海域悬浮颗粒物的后向散射效率分布图；
2）比较分析后向散射效率的时空分布，进而得出其时空变化特征，并尝试探索其变化原因，为更好地认识我国水体光学特性提供理论支持。3. 实施方案、进度安排及预期效果
本论文的实施方案：
1）在指导教师的指导下查阅参考文献，学习相关研究方法，了解已有悬浮颗粒物分类方法及相关研究现状，并完成文献综述；
2）收集整理2003—2016年黄渤海卫星遥感数据，掌握相关软件的操作并对资料进行预处理；
4. 参考文献
[[1]马荣华等, 太湖水体的后向散射概率. 湖泊科学, 2008. 20(3): p. 375-379.
[[2]e.a.c., j. hkedal, and k. srensen, spectral backscattering coefficient incoastal waters. international journal of remote sensing, 2005. 26(2): p. 331-343.
[[3]李敏敏, 我国典型近岸水体悬浮颗粒物后向散射特性研究. 2013, 国家海洋技术中心.
