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基于机载LiDAR测深水体波形的漫衰减系数提取方法

2021-03-02亓超周丰年吴敬文宿殿鹏王贤昆阳凡林

海洋学报 2021年1期

亓超,周丰年,吴敬文,宿殿鹏,王贤昆,阳凡林*

( 1.山东科技大学 测绘与空间信息学院,山东 青岛 266590;2.自然资源部海洋测绘重点实验室,山东 青岛 266590;3.长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136)

1 引言

漫衰减系数(Diffuse Attenuation Coefficient,Kd)是水体的固有光学属性,反映了激光在水体中受散射、吸收所引起的能量衰减变化,是分析海水水质的重要参数之一[1]。漫衰减系数的大小主要取决于水体中的浮游生物含量(叶绿素浓度)、悬浮泥沙含量(浑浊度)、营养盐含量(黄色物质、溶解有机物质、盐度指标)以及其他污染物等因素,研究漫衰减系数可对水体富营养化、水体浑浊度骤增以及水体污染等环境变化实现实时、有效监测,在海洋科学研究、海洋工程应用、海洋渔业研究和海岸带环境监测等方面发挥重要的作用[2–3]。

由于水体的流动性,导致了水中物质的非均匀分布,增加了水体中漫衰减系数的获取难度。目前,国内外针对漫衰减系数的提取主要通过实地测量、被动遥感以及主动遥感3种方式进行。实地测量利用赛克盘和透射计等工具测量水体透明度,进而反演得到漫衰减系数,这些方式需以测量船为载体,效率较低且覆盖范围小,难以快速获取大面积水域的漫衰减系数空间分布[2,4–5];通过卫星遥感影像数据可间接反演漫衰减系数,这种被动遥感方式可对大范围海域的漫衰减系数进行求取,但是无法在云雾天气、夜晚实施测量,且由于卫星设备本身的限制,测量精度难以保证,成果分辨率较低[6–8];……

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