葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件

時(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例時(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例1葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)2葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例本例使用1998年10月30日的SeaWifs數(shù)據(jù),采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、神?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和光譜混合分析三種方法計(jì)算臺(tái)灣海峽葉綠素濃度。圖6.161998年10月30日的SeaWiFs數(shù)據(jù)武漢大學(xué)遇感信息工程學(xué)院巫兆葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例3葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例SeaWifs數(shù)據(jù)特征SeaWifs是Seastar攜帶的寬視場(chǎng)海洋水色掃描儀,有8個(gè)光譜波段,經(jīng)過(guò)帶通濾波,1~6波段的帶寬達(dá)到20nm,7、8波段的帶寬為40nm。下表列出了SeaWifs的8個(gè)波段的中心波長(zhǎng)及特殊用途。表66SeaWiFS光譜波段特征和主要用途波段中心波長(zhǎng)帶寬/m波長(zhǎng)顏色主要用途412黃色物質(zhì)吸收帶443藍(lán)·光葉綠素吸收帶2345678藍(lán)綠光二類水體中的色素吸收帶,K(490)10藍(lán)綠光葉綠素吸收帶綠光670光近紅外224色素、光學(xué)特性、懸浮固體大氣校正(原CZCS大氣校正波段)65大氣校正,氣溶膠輻射865近紅外大氣校正,氣溶膠輻射武漢大學(xué)遇感信思二程學(xué)院巫兆葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例4葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例SeabAm數(shù)據(jù)—實(shí)測(cè)樣本Seabam是MASA成立的一個(gè)工作組,主要任務(wù)是確定一種適合SeaWifs數(shù)據(jù)使用的全球葉綠素濃度算法。SeabaM由全球非極地地區(qū)站點(diǎn)所測(cè)的919個(gè)遙感反射率數(shù)據(jù)組成,包括葉綠素濃度范圍從0.01932.79mg/m3,其中大部分為一類水體,約20個(gè)測(cè)自海岸帶類水體。有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)不相容,相差太大,所以被去掉,剩下917個(gè)數(shù)據(jù)。盡管SeaBam數(shù)據(jù)是目前最全面的水體葉綠素遙感反射率數(shù)據(jù),它仍有一些不足,例如數(shù)據(jù)主要采集于中低葉綠素濃度的海區(qū),沒(méi)有高葉綠素濃度的數(shù)據(jù);一些數(shù)據(jù)測(cè)自水面,而大部分?jǐn)?shù)據(jù)由水中測(cè)量的值推斷而來(lái),將所有的輻射亮度值轉(zhuǎn)換為水面遙感反射率;些測(cè)量數(shù)據(jù)用520n和565m波段的值代替510和555m波段的值555m波段的反射率由55m波段的測(cè)值計(jì)算轉(zhuǎn)換而來(lái),而510m波段的值直接由529m波段的葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例5葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例歷史統(tǒng)計(jì)資料據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料,臺(tái)灣海峽中北部葉綠素a含量周年變化峰期在秋春季,低值在夏冬季,各層次濃度均在10月和4月出現(xiàn)高峰秋季隨東北季風(fēng)増強(qiáng),浙閩沿岸水影響范圍逐漸擴(kuò)大,海區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽含量升高,NO3N平均含量達(dá)4.28μmol/L,為海區(qū)秋季浮游植物生長(zhǎng)和繁殖提供了有利條件。葉綠素a含量達(dá)全年最高值,季平均含量達(dá)1.67μg/L,變化范圍在0.50~6.04μg/L之間。由于各水系消長(zhǎng)的影響較復(fù)雜,海區(qū)葉綠素a分布很不均勻。受沿岸水影響的海區(qū)北部葉綠素a含量髙于受暖流水控制的南部海區(qū),上層和表層水中葉綠素a含量高于下層和低層,形成上高下低、西北部高東南部低的分布趨勢(shì)10月海區(qū)葉綠素a含量普遍較高,平均達(dá)2.16μg/L,為全年最高,這與浮游植物的秋季生長(zhǎng)高峰一致,但分布不均勻,呈明顯的斑塊狀。表層至30m層含量分布相似,平均濃度為2.51μg/L。小于1.0ug/L的低值區(qū)出現(xiàn)在海區(qū)南部中央和東北部局部范圍,其余部分含量幾乎都大于2.5g/L,最高含量區(qū)在閩汪口附近,含量達(dá)6.01g/以上。武漢大學(xué)遇感信息工程學(xué)院巫兆果葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例6葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理主要指大氣校正大氣校正算法是為了消除大氣的影響,并將原始影像的輻射亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反射率,其結(jié)果是使得影像數(shù)據(jù)的每一個(gè)像元值都代表一個(gè)反射光譜。。本例使用平地校正法主要步驟是先選擇一塊地形平坦,光譜特征類似且光譜曲線也較平坦的區(qū)域,并且選擇的區(qū)域應(yīng)是影像中亮度值較大的區(qū)域以避免數(shù)據(jù)信噪比的降低。然后將每個(gè)波段的像元值除以這個(gè)波段平地區(qū)的平均值。通過(guò)校正,得到遙感影像的反射率一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例7葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算葉綠素濃度采用SeaBAM推薦的二波段比值三次多項(xiàng)式模型計(jì)算C=10taR+2R+”R)+a4式中,R=1g(490/R555)。下圖為用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算所得臺(tái)灣海峽葉綠素濃度分布圖。其中最大值為5.9μg/L,在大陸沿岸,最小值為0.628g/L從葉綠素濃度的分布來(lái)看,整體呈條帶狀分布,離大陸越遠(yuǎn),濃度越低。大陸沿岸和臺(tái)灣島西側(cè)最大,在2~5μg/L之間,大部分濃度在2~3μg/L之間。離大陸稍遠(yuǎn),葉綠素濃度降到1~2μg/L之間,離大陸更遠(yuǎn)以及臺(tái)灣島東側(cè),葉綠素濃度為1μg/L以下一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例8葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例葉綠素/(/L0.628~1125云陸圖6.17經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀撍闼门_(tái)灣海峽葉綠素濃度分布一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例93。葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算葉綠素濃度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)——網(wǎng)絡(luò)為多重前饋網(wǎng)絡(luò)。為減少計(jì)算量,確定模型為3層網(wǎng)絡(luò),下圖表示的是本例所用的神經(jīng)網(wǎng)結(jié)構(gòu),每一個(gè)輸人結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)SeaWifs的一個(gè)波段的反射率輸入層隱層輸出層Band1Band2輸出Band5圖6.18本例所用神經(jīng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰3。葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例10從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,海峽葉綠素濃度的范圍總體為0~12μg/L,其中海峽中間大部分區(qū)域的葉綠素濃度在1~2μg/L之間,葉綠素濃度小于1的區(qū)域只分布在大陸沿岸附近大陸沿岸有小部分區(qū)域葉綠素濃度較大,為5μgL以上,還有部分區(qū)域的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值。這是由于我國(guó)沿海屬于高濃度泥沙含量的大陸架海水,含有大量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量為主,由葉綠素吸收和反射的特征波長(zhǎng)的信息被淡化,使得用于計(jì)算的光譜特征值與用于訓(xùn)練的典型實(shí)測(cè)光譜值有較大的差異,因此計(jì)算誤差較大一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,海峽葉綠素濃度的范圍總體為0~12μg/L,11葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件12葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件13葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件14葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件15葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件1626、要使整個(gè)人生都過(guò)得舒適、愉快，這是不可能的，因?yàn)槿祟惐仨毦邆湟环N能應(yīng)付逆境的態(tài)度?！R梭

27、只有把抱怨環(huán)境的心情，化為上進(jìn)的力量，才是成功的保證?！_曼·羅蘭

28、知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者?！鬃?/p>

29、勇猛、大膽和堅(jiān)定的決心能夠抵得上武器的精良。——達(dá)·芬奇

30、意志是一個(gè)強(qiáng)壯的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上?！灞救A謝謝！1726、要使整個(gè)人生都過(guò)得舒適、愉快，這是不可能的，因?yàn)槿祟惐貢r(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例時(shí)間反復(fù)無(wú)常，鼓著翅膀飛逝葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例18葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)19葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例本例使用1998年10月30日的SeaWifs數(shù)據(jù),采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、神?jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和光譜混合分析三種方法計(jì)算臺(tái)灣海峽葉綠素濃度。圖6.161998年10月30日的SeaWiFs數(shù)據(jù)武漢大學(xué)遇感信息工程學(xué)院巫兆葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例20葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例SeaWifs數(shù)據(jù)特征SeaWifs是Seastar攜帶的寬視場(chǎng)海洋水色掃描儀,有8個(gè)光譜波段,經(jīng)過(guò)帶通濾波,1~6波段的帶寬達(dá)到20nm,7、8波段的帶寬為40nm。下表列出了SeaWifs的8個(gè)波段的中心波長(zhǎng)及特殊用途。表66SeaWiFS光譜波段特征和主要用途波段中心波長(zhǎng)帶寬/m波長(zhǎng)顏色主要用途412黃色物質(zhì)吸收帶443藍(lán)·光葉綠素吸收帶2345678藍(lán)綠光二類水體中的色素吸收帶,K(490)10藍(lán)綠光葉綠素吸收帶綠光670光近紅外224色素、光學(xué)特性、懸浮固體大氣校正(原CZCS大氣校正波段)65大氣校正,氣溶膠輻射865近紅外大氣校正,氣溶膠輻射武漢大學(xué)遇感信思二程學(xué)院巫兆葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例21葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例SeabAm數(shù)據(jù)—實(shí)測(cè)樣本Seabam是MASA成立的一個(gè)工作組,主要任務(wù)是確定一種適合SeaWifs數(shù)據(jù)使用的全球葉綠素濃度算法。SeabaM由全球非極地地區(qū)站點(diǎn)所測(cè)的919個(gè)遙感反射率數(shù)據(jù)組成,包括葉綠素濃度范圍從0.01932.79mg/m3,其中大部分為一類水體,約20個(gè)測(cè)自海岸帶類水體。有兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)不相容,相差太大,所以被去掉,剩下917個(gè)數(shù)據(jù)。盡管SeaBam數(shù)據(jù)是目前最全面的水體葉綠素遙感反射率數(shù)據(jù),它仍有一些不足,例如數(shù)據(jù)主要采集于中低葉綠素濃度的海區(qū),沒(méi)有高葉綠素濃度的數(shù)據(jù);一些數(shù)據(jù)測(cè)自水面,而大部分?jǐn)?shù)據(jù)由水中測(cè)量的值推斷而來(lái),將所有的輻射亮度值轉(zhuǎn)換為水面遙感反射率;些測(cè)量數(shù)據(jù)用520n和565m波段的值代替510和555m波段的值555m波段的反射率由55m波段的測(cè)值計(jì)算轉(zhuǎn)換而來(lái),而510m波段的值直接由529m波段的葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例22葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例歷史統(tǒng)計(jì)資料據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料,臺(tái)灣海峽中北部葉綠素a含量周年變化峰期在秋春季,低值在夏冬季,各層次濃度均在10月和4月出現(xiàn)高峰秋季隨東北季風(fēng)増強(qiáng),浙閩沿岸水影響范圍逐漸擴(kuò)大,海區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽含量升高,NO3N平均含量達(dá)4.28μmol/L,為海區(qū)秋季浮游植物生長(zhǎng)和繁殖提供了有利條件。葉綠素a含量達(dá)全年最高值,季平均含量達(dá)1.67μg/L,變化范圍在0.50~6.04μg/L之間。由于各水系消長(zhǎng)的影響較復(fù)雜,海區(qū)葉綠素a分布很不均勻。受沿岸水影響的海區(qū)北部葉綠素a含量髙于受暖流水控制的南部海區(qū),上層和表層水中葉綠素a含量高于下層和低層,形成上高下低、西北部高東南部低的分布趨勢(shì)10月海區(qū)葉綠素a含量普遍較高,平均達(dá)2.16μg/L,為全年最高,這與浮游植物的秋季生長(zhǎng)高峰一致,但分布不均勻,呈明顯的斑塊狀。表層至30m層含量分布相似,平均濃度為2.51μg/L。小于1.0ug/L的低值區(qū)出現(xiàn)在海區(qū)南部中央和東北部局部范圍,其余部分含量幾乎都大于2.5g/L,最高含量區(qū)在閩汪口附近,含量達(dá)6.01g/以上。武漢大學(xué)遇感信息工程學(xué)院巫兆果葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例23葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理主要指大氣校正大氣校正算法是為了消除大氣的影響,并將原始影像的輻射亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成反射率,其結(jié)果是使得影像數(shù)據(jù)的每一個(gè)像元值都代表一個(gè)反射光譜。。本例使用平地校正法主要步驟是先選擇一塊地形平坦,光譜特征類似且光譜曲線也較平坦的區(qū)域,并且選擇的區(qū)域應(yīng)是影像中亮度值較大的區(qū)域以避免數(shù)據(jù)信噪比的降低。然后將每個(gè)波段的像元值除以這個(gè)波段平地區(qū)的平均值。通過(guò)校正,得到遙感影像的反射率一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例24葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算葉綠素濃度采用SeaBAM推薦的二波段比值三次多項(xiàng)式模型計(jì)算C=10taR+2R+”R)+a4式中,R=1g(490/R555)。下圖為用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算所得臺(tái)灣海峽葉綠素濃度分布圖。其中最大值為5.9μg/L,在大陸沿岸,最小值為0.628g/L從葉綠素濃度的分布來(lái)看,整體呈條帶狀分布,離大陸越遠(yuǎn),濃度越低。大陸沿岸和臺(tái)灣島西側(cè)最大,在2~5μg/L之間,大部分濃度在2~3μg/L之間。離大陸稍遠(yuǎn),葉綠素濃度降到1~2μg/L之間,離大陸更遠(yuǎn)以及臺(tái)灣島東側(cè),葉綠素濃度為1μg/L以下一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例25葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例葉綠素/(/L0.628~1125云陸圖6.17經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀撍闼门_(tái)灣海峽葉綠素濃度分布一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例263。葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算葉綠素濃度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)——網(wǎng)絡(luò)為多重前饋網(wǎng)絡(luò)。為減少計(jì)算量,確定模型為3層網(wǎng)絡(luò),下圖表示的是本例所用的神經(jīng)網(wǎng)結(jié)構(gòu),每一個(gè)輸人結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)SeaWifs的一個(gè)波段的反射率輸入層隱層輸出層Band1Band2輸出Band5圖6.18本例所用神經(jīng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰3。葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例27從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,海峽葉綠素濃度的范圍總體為0~12μg/L,其中海峽中間大部分區(qū)域的葉綠素濃度在1~2μg/L之間,葉綠素濃度小于1的區(qū)域只分布在大陸沿岸附近大陸沿岸有小部分區(qū)域葉綠素濃度較大,為5μgL以上,還有部分區(qū)域的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值。這是由于我國(guó)沿海屬于高濃度泥沙含量的大陸架海水,含有大量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量為主,由葉綠素吸收和反射的特征波長(zhǎng)的信息被淡化,使得用于計(jì)算的光譜特征值與用于訓(xùn)練的典型實(shí)測(cè)光譜值有較大的差異,因此計(jì)算誤差較大一武漢大學(xué)過(guò)感信息工程學(xué)流巫兆聰從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,海峽葉綠素濃度的范圍總體為0~12μg/L,28葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件29葉綠素含量遙感監(jiān)測(cè)實(shí)例課件3