1 大连海事大学环境科学与工程学院, 辽宁 大连 116026
2 国家海洋环境监测中心海洋遥感技术室, 辽宁 大连 116023
透明度是海洋生态环境监测的关键指标, 在**、 航海、 渔业等领域均发挥着重要作用。 与传统的海洋监测技术相比, 遥感技术具有长时序、 大范围、 近实时获取海洋信息的优势, 利用水色卫星观测我国海域透明度的变化, 对合理开发和利用我国海洋资源有着重要的意义。 利用实测透明度数据与Sentinel-3 OLCI传感器中心波段的等效遥感反射率数据构建了渤海透明度反演模型, 主要包括单波段法、 波段比值法和混合波段法。 利用与卫星时空同步的现场透明度数据进行了模型精度验证, 最终确定以B6(560 nm)与B7(620 nm)为敏感因子的混合波段模型透明度反演效果最佳, 该模型透明度的反演值与实测值间决定系数(R2)为0.68, 平均相对误差(MRE)为15.93%, 均方根误差(RMSE)为0.48 m。 在此基础上结合Sentinel-3 OLCI时间序列影像, 得到2020年渤海透明度月均遥感产品, 发现渤海透明度分布状况有明显的区域性与季节性特征。 透明度的整体变化区间为010 m, 其中夏季7月和8月份透明度较高, 局部海域透明度可高于9 m, 而冬季相对较低1月和2月份全海域不足2 m; 透明度整体呈现近岸海域低、 离岸海域高的空间分布特征, 渤海中部、 秦皇岛近岸海域透明度相对较高, 渤海湾、 辽东湾、 莱州湾透明度常年较低。 渤海透明度的分布趋势与渤海沿岸地质属性、 周边河流分布情况以及沿岸城市群与工业港口的发展情况密不可分。 该研究为渤海透明度遥感估算提供了可靠的理论基础, 对监测渤海海洋环境具有重要的意义。
水体透明度(SDD) 遥感反演 渤海 Sentinel-3 OLCI Water transparency (SDD) Remote sensing inversion Bohai Sea Sentinel-3 OLCI 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1209
1 齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省科学院海洋仪器仪表研究所 山东省海洋监测仪器装备技术重点实验室 国家海洋监测设备工程技术研究中心，山东 青岛 266100
2 热带海洋环境国家重点实验室 中国科学院南海海洋研究所，广东 广州 510301
针对目前透明度遥感反演研究多以较低空间分辨率卫星数据为主的现状，采用分辨率高达10 m的Sentinel-2卫星数据进行了胶州湾海域水体透明度的遥感反演研究。构建了基于实测数据的反演模型。结果表明：模型具有较高的精度，反演值与实测值的平均相对误差为9.86%，均方根误差为0.22 m。依据构建的反演模型与卫星影像数据反演了胶州湾水体的透明度，绘制了水体的透明度分布图，分析了胶州湾海域水体透明度的空间分布规律和局部的细微变化特征。研究发现，胶州湾海域水体透明度呈现由近岸向外海逐渐升高的趋势，径流量大的河流会造成汇入海域透明度明显降低的变化，潮汐会引起透明度出现沿垂直于岸边方向的纹理变化特征，大型船只的通航会造成透明度短时降低的变化。
透明度 哨兵2号 遥感反演 胶州湾 SDD Sentinel-2 remote sensing retrieval Jiaozhou Bay 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210080
中国科学院空天信息创新研究院, 数字地球重点实验室, 北京 100094
水体中的悬浮物浓度和透明度是水质调查中的基本参量, 也是评价水环境优劣的重要指标。 卫星遥感技术可以大范围、 较快速、 低成本地实现主要水质参数的反演, 但是对于水质复杂多变且水域面积较小的内陆水体来说, 目前常用的卫星不能满足水质参数的反演需要。 珠海一号卫星星座是由珠海欧比特宇航公司发射的新型高光谱卫星星座, 具有高空间、 高光谱、 高时间分辨率的特点, 在内陆水体水质监测中具有重要潜力; 然而目前对于运用珠海一号数据进行内陆水体水质参数遥感监测的适用性有待研究, 需要开展星地同步实验检验其应用效果。 以珠海一号高光谱卫星作为遥感数据源, 以于桥水库为研究区, 利用与卫星同步的水面实测数据, 使用经验回归的方法分别构建了悬浮物和透明度的反演模型, 并开展了悬浮物浓度和透明度的模型精度检验。 检验结果证明, 于桥水库悬浮物浓度和透明度的反演模型最佳波段组合分别为Rrs(684)/Rrs(540)和Rrs(656)/Rrs(556), 模型反演相对误差分别为8.6%和11.7%, 均方根误差分别为1.0 mg·L-1和18.2 cm。 利用建模公式得到了2018年11月22日于桥水库的水质参数分布图, 发现于桥水库的悬浮物浓度空间分布呈现北高南低的特点, 而水体透明度的空间分布呈现出北低南高的分布特征, 这种空间分布特征应该主要是因为于桥水库北部水较浅南部水较深, 水越深底泥越不容易再悬浮导致的。 基于星地同步实验的于桥水库水质参数反演建模和检验结果初步说明了珠海一号高光谱卫星在定量反演内陆水体水质参数方面具有潜力, 未来需要开展更多的星地同步实验进一步完善预处理和反演模型。
珠海一号 高光谱 于桥水库 悬浮物浓度 透明度 Zhuhai-1 Hyperspectral satellite Yuqiao reservoir Suspended matter concentration Water clarity 强激光与粒子束
2020, 32(9): 092003
1 海军航空大学, 山东 烟台 264001
2 95910部队
针对现有计算蓝绿激光在水下的衰减时, 同类海水采用固定衰减系数估算, 而实际不同海域的衰减系数存在差异, 导致某些理论可行的区域无法正常通信的问题, 提出结合透明度遥感观测数据计算蓝绿激光在水下透过率的新方法。根据中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据反演黄海部分海域蓝绿激光衰减系数, 分析黄海衰减系数的时空分布特点, 并估算水下50 m的透过率, 评估蓝绿激光通信的可行性。分析结果表明: 透明度越高, 衰减系数越小, 传输距离一定时透过率越高；透明度大于5.295 m时, 激光在水下50 m的衰减小于40 dB, 可以进行蓝绿激光通信。
蓝绿激光通信 透明度 水色遥感图像 无线光通信 衰减系数 blue-green laser communication transparency water color remote sensing image optical wireless communication attenuation coefficient
采用红外光谱(IR)、 X射线粉晶衍射（XRD）、 扫描电子显微镜(SEM)和差热分析(DTA)等测试， 分别从地开石的有序度。 矿物微形貌特征以及地开石中水的存在形式对水坑石透明度的影响因素进行了深入研究。 红外光谱和XRD测试结果显示样品主要矿物组成为地开石。 红外光谱中高频区3 704和3 621 cm-1两吸收峰的分裂程度和XRD图谱中2θ为19°~24°之间的衍射峰的分裂程度可表示地开石有序度， 分别计算样品红外光谱中3 704和3 621 cm-1两吸收峰的强度比值（OI）及XRD图谱中（111）晶面衍射峰和（111）晶面衍射峰的分裂程度指数（DHI）； 计算结果表明这两个表征有序度的参数与透明度并无密切关系。 扫描电镜测试结果显示地开石矿物晶体颗粒整体发育越均匀， 晶体颗粒形态越相近、 粒径大小越均一时， 样品透明度越高， 但晶体颗粒自身的结晶度、 自形程度和粒径的绝对大小与透明度并无关系。 差热分析测试结果表明水坑石的透明度与地开石晶体结构中结构水和吸附水的含量有关， 结构水含量越接近理论值， 样品晶体结构越完整， 透明度越高； 结构水的含量降低时， 部分羟基缺失导致晶体结构完整性下降， 结构单元层内部的电荷平衡被破坏， 层间域中吸附更多水分子， 吸附水在层间域中作为杂质分子存在， 使样品的透明度下降。
水坑石 透明度 红外光谱 结构水 Shuikeng Stone Transparency IR XRD XRD Constitution water 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1400
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
不同辐射建模对于腔内辐射场描述的精确程度不同,需要分析不同建模对腔内辐射温度的影响。开展了三温建模与辐射多群输运建模下LARED集成程序数值模拟两孔球型黑腔模型,实现了球腔的完整数值模拟。数值模拟结果表明,三温与辐射多群输运模拟的等离子体状态接近,辐射温度存在差异。物理分析显示辐射温度差异的主要原因是使用的辐射不透明度,修改辐射不透明度参数后的三温计算结果与输运计算符合更好,从而可以用三温建模更快更准确地估计出所需的激光能量和功率。
惯性约束聚变 辐射多群输运 二维LARED集成程序 辐射热传导 辐射不透明度 inertial confinement fusion multi-group radiation transfer 2D LARED-Integration code radiation thermal conduction opacity 强激光与粒子束
2016, 28(4): 042001
1 中国海洋大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266100
2 国家海洋局第一海洋研究所, 山东 青岛 266061
利用渤、黄海407组实测透明度(0.1~18.0 m)与遥感反射率光谱数据, 评估了3种透明度半分析遥感反演算法在渤、黄海的适用性, 包括基于709 nm波段、基于560 nm波段和基于固有光学量准分析算法的透明度半分析算法。结果表明: 3种半分析算法均不适用于渤、黄海水体, 透明度反演值的均方根误差(RMSE)都大于2.2 m, 平均相对误差(APD)都高于68%。其中, 基于560 nm波段的半分析算法反演误差相对较小, RMSE为2.2~4.6 m, APD为68.0~86.7%。
透明度 Secchi 深度 半分析算法 评估 渤海 黄海 transparency Secchi depth semi-analytical algorithm validation Bohai and Yellow Sea
1 中国科学院广州地球化学研究所， 广东 广州510640
2 广州地理研究所， 广东 广州510070
3 山东科技大学测绘科学与工程学院， 山东 青岛266510
4 国家海洋局南海环境监测中心， 广东 广州510300
针对近海岸混浊水体透明度的分析和半分析算法中吸收系数和散射系数难以获得的难题， 试图构建一个不需要计算吸收系数和散射系数且适用于近海透明度的半分析反演模型。 基于Preisendorfer(1986)和Tyler(1968)提出的Zsd（Secchi depth）反演理论， 综合490 nm处垂直漫衰减系数Kd(490)和光束衰减系数c(490)与遥感反射率的关系， 建立了以两波段遥感反射率比值和潮汐系数修正的适用于近海岸海水透明度反演的简易半分析光谱模型。 将此半分析光谱模型应用于珠江口生态区（2012年10月21日—23日、 2012年11月2日）和徐闻珊瑚礁自然保护区（2013年1月13日—14日）的透明度反演。 利用同步实测数据验证发现， 大潮期间， 该模型计算的透明度与实测值整体偏高0.4 m左右， 小潮期间， 该模型计算的透明度比实测值比较吻合。 因此对该模型做了潮汐系数修正， 潮汐修正后反演的透明度与实测数值的决定系数为0.663， 绝对平均误差为0.14 m， 相对平均误差为19.5%。 综合表明， 该模型只需要490与560 nm两个波段处遥感反射率的比值即可完成透明度的反演， 且模型相对简便， 透明度反演精度相对较高。
近海岸 透明度 光谱模型 半分析算法 Offshore Water clarity Spectra model Semi-analysis algorithm
