[01224224]近海和内陆水质生态环境遥感监测机理与算法研究

本项目属于资源与环境领域,涉及到遥感、光学、水环境等学科。利用卫星遥感技术可以在大范围内快速有效地监测水体组分信息、光学特性变化和水体赤潮/水华等灾害事件,不仅可以为水生态环境研究领域提供重要科学素材,而且可以为水环境生态健康状况评价、水资源合理利用和保护、海洋信息安全、水产养殖等与国民生活经济发展息息相关的战略决策提供技术支撑。本项目在国家海洋公益性行业专项和国家自然科学基金的持续资助下,对近海和内陆湖泊水体的遥感光学机理和应用领域进行了深入的探索,取得了一系列创新性成果,在国际上产生重要影响,主要科学发现如下： 1. 提出了基于波段比、吸收、反射峰的浮游植物色素含量遥感模型;研发了基于三波段因子的SVM模型,为模拟水体叶绿素浓度变化找到了最佳解决方案;针对我国海洋近岸水体光学特征,研发了具有针对性的光谱表征因子,构建了水体悬浮颗粒物信息的高精度遥感提取技术;阐明了悬浮颗粒物对固有光学量变化的驱动机制,建立了新型的湖泊水体悬浮颗粒物遥感模型。 2. 基于水体吸收和后向散射的变化规律,建立了水体漫射衰减系数的高精度、稳健的遥感算法,突破了常规方法在中高浑浊水体应用的局限;针对内陆湖泊水体,揭示了水体透明度的敏感光谱响应机理,构建了适用于高分辨率卫星数据的水体透明度遥感算法。 3. 针对复杂混浊近海和内陆水体,揭示了不同类型水体的吸收散射特性的差异规律;研发了以构筑恰当的水体表观光学量光谱组合模式为表现形式的遥感光学分类方法（NTD675法）;构建了水体悬浮颗粒物组成的遥感探测半分析模型,实现了利用卫星遥感数据对水体进行光学分类。 4. 结合水体光学分类,开发了利用支持向量机技术的藻蓝蛋白浓度遥感提取算法;利用卫星遥感图像;揭示了水华发生的时空演变规律,阐明温度对水华前期爆发的内在驱动机制,明晰了营养供应在水华爆发期间对藻类繁殖的关键性控制作用,探索了水华爆发与气候变化的内在联系。 上述理论与应用研究,共发表学术论文38篇,其中SCI收录论文21篇,EI收录论文14篇。代表性学术论文发表在《Remote Sensing of Environment》、《IEEE Transactions on Geoscience ＆ Remote Sensing》、《Optics express》、《Applied Optics》等遥感、光学、环境领域内国际权威学术期刊,并被知名学者在《Limnology and Oceanography》、《Remote Sensing of Environment》、《Journal of Geophysical Research》等国际SCI期刊引用223次,被CSCD引用56次,并给出了高度评价。