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1、第l1卷第2期地球信息科學(xué)學(xué)報Vo1．11，No．22009年4月JOURNALOFGEO．INFORMATIONSCIENCEApr．，2O09MODIS遙感數(shù)據(jù)提取赤潮信息方法與應(yīng)用——以珠江口為例張濤2，蘇奮振，楊曉梅，孫曉宇(1中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100101；2中國科學(xué)院研究生院，北京100049)摘要：近年來，中國沿海近岸二類水體中的赤潮頻發(fā)，對海洋環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)和公眾健康都造成較大危害，因此，針對近岸二類水體中較小范圍赤潮的遙感監(jiān)測分析有重要意義。本文的工作主要集中在：(1)分析典型赤潮海水、泥沙渾濁海水、赤潮泥沙混
2、合海水，以及清潔海水的MODIS影像光譜特征；(2)分析葉綠素a法，溫度法，熒光法和波段比值法，在近岸小范圍赤潮識別應(yīng)用中的優(yōu)勢和缺點(diǎn)；(3)提出監(jiān)督分類的赤潮信息提取方法，其中典型赤潮樣本的選取基于藍(lán)綠波段反射率比值和MODIS1，4，3波段。利用本方法，對珠江口海域2006年2月赤潮進(jìn)行了提取，取得良好的效果。關(guān)鍵詞：赤潮；MODIS；波段比值法；監(jiān)督分類；珠江口1引言寬、靈敏度低，一般不利于赤潮的提取。SeaWiFS是繼CZCS之后的第二代水色傳感赤潮(redtide)泛指由于海洋浮游生物的過器，其信噪比大幅度提高，且配置了更加合理的度繁殖造成海水變色的現(xiàn)象。近年
3、，國際上將那些波段以進(jìn)行大氣校正。Ahn等用SeaWiFS數(shù)據(jù)針直接造成危害的赤潮，稱為有害藻類水華(harmful對亞洲東北部海域赤潮進(jìn)行了探測，并提出以赤algalbloom，HAB)，而把一些無直接危害的赤潮潮指數(shù)來反映赤潮生物的富集程度．9J。孫強(qiáng)等用不歸到此類J。在近3O年以來，赤潮的發(fā)生頻SeaWiFS的第3，4，5波段的離水輻射率加減法，度、強(qiáng)度和地理分布都在增加，歐洲，北美，日對1997年廈門附近海域赤潮進(jìn)行了探測。。。本，南美洲都時有赤潮發(fā)生，有毒赤潮種類也在另外，Hu等用MODIS熒光數(shù)據(jù)對2004年佛增加。有毒赤潮的發(fā)生將危害到海洋野生生物，羅里達(dá)
4、西南部海域赤潮進(jìn)行了探測，研究了MO—海洋漁業(yè)生產(chǎn)，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及公眾健康安全。DIS熒光數(shù)據(jù)探測赤潮的方法L1。Cannizzaro等發(fā)近年來，我國赤潮發(fā)生頻度和強(qiáng)度都呈上升趨勢。展了結(jié)合MODIS數(shù)據(jù)和SeaWiFS數(shù)據(jù)的方法，并2000年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮28次，累計(jì)面積約在佛羅里達(dá)西南部海域赤潮探測中應(yīng)用。王其7800km，到2005年我國共發(fā)現(xiàn)赤潮現(xiàn)象82次，茂等應(yīng)用MODIS遙感資料，針對2002年6月和累計(jì)面積達(dá)27070km。2004年5月渤海赤潮進(jìn)行探測_1，李繼龍等利用利用不同遙感平臺、不同傳感器和不同算法，MODIS遙感數(shù)據(jù)探測了長江口及鄰近海域
5、赤為赤潮的大范圍、快速、同步、高頻率探測提供潮。了重要手段。本研究利用已經(jīng)過大氣校正的MODIS遙感數(shù)Gower等用AVHRR的l、2波段數(shù)據(jù)探測了據(jù)，分析了典型赤潮海水，泥沙渾濁海水，赤潮1990年發(fā)生于加拿大西部沿海底刺膝溝藻赤潮J。泥沙混合海水以及清潔海水的MODIS影像光譜特趙冬至等也用AVHRR數(shù)據(jù)，針對1998年渤海赤征；剖析了利用MODIS第4通道和第3通道比值提潮進(jìn)行了探測呻]。但AVHRR數(shù)據(jù)通道少、波段取赤潮信息方法(R4／R3>Cr)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在此收稿日期：2008—06—07；修回日期：2009—03—12．基金項(xiàng)目：國家“973”項(xiàng)目(20
6、06CB701305)，中國科學(xué)院知識創(chuàng)新項(xiàng)目(kzcx2一yw-304)資助。作者簡介：張濤(1983一)，男，重慶人，博士研究生，主要方向是海岸帶研究，遙感、GIS應(yīng)用，時空關(guān)聯(lián)規(guī)則與挖掘研究。E—mail：zhangt@lreis．a(chǎn)c．a(chǎn)n2期張濤等：MODIS遙感數(shù)據(jù)提取赤潮信息方法與應(yīng)用——以珠江口為例基礎(chǔ)上，提出了監(jiān)督分類的赤潮信息提取方法，其海水與典型非赤潮海水(如清潔海水，泥沙含量高中典型赤潮樣本的選取基于藍(lán)綠波段反射率比值專的渾濁海水)的光譜差異。針對典型赤潮水體光譜題圖和1，4，3波段合成圖，對珠江口海域2006年的分析表明，赤潮水體有兩個吸收峰和
7、兩個反射2月赤潮進(jìn)行了成功提取。峰。兩個吸收峰，其中一個在440～460nm的藍(lán)光波段，另一個在650—670nm的紅光波段；兩個反2MODIS赤潮信息提取原理與方法射峰，一個在560—580nm的綠光波段，另一個是690—710nm波段¨。2．1MODIS傳感器主要波段特征本研究針對珠江口海域2006年2月赤潮，通MODIS是EOS系列衛(wèi)星的主要探測儀器，具過對MODIS遙感數(shù)據(jù)的分析，提取出典型海水在有36個光譜通道，分布在0．4～14pum的電磁波譜MODIS可見光波段的特征波譜，繪制了波譜曲線，范圍內(nèi)。MODIS傳感器1，2通道的
