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静止海洋水色卫星(GOCI)绿潮探测算法对比研究

2014-08-01蔡晓晴崔廷伟郑荣儿秦平牟冰

遥感信息 2014年5期

蔡晓晴,崔廷伟,郑荣儿,秦平,牟冰

(1.中国海洋大学,山东 青岛 266100;2.国家海洋局 第一海洋研究所,山东 青岛 266061)

1 前 言

绿潮是在一定环境条件下,海水中某些大型藻类(如浒苔)爆发性增殖或高度聚集的一种生态异常现象[1-2]。从2007年起,我国北起大连、南到三亚的多处近岸海域均发生了不同规模的绿潮灾害,其中,2008年黄海大规模绿潮灾害更为世界罕见[3-5]。

基于船舶走航的传统绿潮探测方法耗时、费力,而卫星光学遥感技术具有大范围、同步、快速观测能力,可以准确获取绿潮分布信息,在绿潮业务监测中发挥了不可替代的作用[6-9]。

绿潮卫星光学遥感监测主要基于绿潮和海水在红光和近红外波段的光谱差异[10-11],由于绿潮光谱与陆地植被类似,因此在早期的监测中,各种植被指数算法,如比值植被指数RVI(Ratio Vegetation Index)、归一化差值植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)、增强型植被指数EVI(Enhanced Vegetation Index)等,得到了广泛应用,其中,NDVI算法被普遍采纳[12-18]。随着研究的深入,近年来又发展了新的绿潮探测算法,如韩国海洋卫星中心的KOSC算法[19];Hu等基于绿潮短波红外波段光谱特征的FAI(Floating Algae Index)算法[20];Son等针对GOCI的IGAG(Index of floating Green Algae for GOCI)算法[19];Shanmugam等提出的OSABI(Ocean Surface Algal Bloom Index)算法[21]等,但各类新算法之间的对比研究尚未报道。

韩国于2010年6月发射了世界上第一颗静止轨道水色卫星COMS(Communication,Ocean,and Meteorological Satellite),其上搭载的GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)水色成像仪可以获取我国渤海、黄海、东海一日八景,时间间隔1h,空间分辨率500m的光学遥感影像;GOCI在400nm~900nm区间设置了8个波段,其中,红光和近红外各有2个波段,中心波长分别为660nm、680nm、745nm和865nm,可用于绿潮监测[22]。GOCI的问世为绿潮逐时变化的卫星遥感监测提供了可能,但目前仍缺乏针对GOCI的不同绿潮探测算法及不同波段选择的绿潮探测能力对比研究。……

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