基于船载无人机的绿潮漂移速度估算与分析
2021-07-06姜晓鹏高志强吴晓青王跃启宁吉才
姜晓鹏,高志强,吴晓青,王跃启,宁吉才
(1.中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东烟台264003;2.中国科学院大学,北京100049;3.中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境过程重点实验室,山东烟台264003)
1 引言
自2007年夏季,黄海绿潮已连续暴发14年,成为黄海海域一种常态化的海洋生态灾害[1–2],对青岛、海阳、日照等沿海城市的滨海旅游、海水养殖、生态环境等造成了严重的危害[3]。已有研究确认了黄海绿潮的原因种为浒苔(Ulva prolifera)[4–5],通过野外调查、遥感以及数值模拟等手段证明了黄海绿潮最初起源于苏北浅滩海域[6–7],然后向北进入黄海,边漂移边生长,并最终在山东半岛东部沿海聚集堆积[8–10]。黄海绿潮具有长时间跨区域输运、异地成灾的特点,准确掌握其漂移速率、方向与轨迹等动态信息,能为绿潮灾害预警与防控提供重要参考。
以往绿潮漂移速度的研究数据多源于卫星遥感。如衣立等[11]利用2009年6月24−25日的MODIS的绿潮影像,提取了黄海3个区域的绿潮漂移速率,分别为0.2 m/s、0.4 m/s和0.12 m/s;夏深圳[12]基于MODIS与GOCI数据,估算了2013−2015年黄海绿潮漂移速率的变化范围,为0.01 ~0.98 m/s,并指出绿潮漂移速度存在明显的时变特征。陈晓英等[13]利用GF-4卫星影像,基于最大相关系数法追踪绿潮,分析了9时与15时绿潮漂移速度的不同变化。从MODIS的1 d,到GOCI的1 h,再到GF-4卫星的20 s,虽然所用影像的时间分辨率不断提高,但卫星遥感极易受到天气及云层的干扰,如2013−2015年5−7月的MODIS数据中,可用于绿潮速度研究的影像只占20.7%[12]。GF-4卫星在南黄海区域的重访周期并不恒定,不能满足绿潮灾害应急监测的要求,且MODIS与GOCI的空间分辨率分别为250m与500m,低分辨率的影像中存在着大量的混合像元[14−15],从而影响绿潮提取及速度估算的精度。……
