叶绿素含量遥感监测实例课件

时间反复无常，鼓着翅膀飞逝叶绿素含量遥感监测实例时间反复无常，鼓着翅膀飞逝叶绿素含量遥感监测实例1叶绿素含量遥感监测一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测2叶绿素含量遥感监测实例本例使用1998年10月30日的SeaWifs数据,采用经验模型、神经网络模型和光谱混合分析三种方法计算台湾海峡叶绿素浓度。图6.161998年10月30日的SeaWiFs数据武汉大学遇感信息工程学院巫兆叶绿素含量遥感监测实例3叶绿素含量遥感监测实例SeaWifs数据特征SeaWifs是Seastar携带的宽视场海洋水色扫描仪,有8个光谱波段,经过带通滤波,1~6波段的带宽达到20nm,7、8波段的带宽为40nm。下表列出了SeaWifs的8个波段的中心波长及特殊用途。表66SeaWiFS光谱波段特征和主要用途波段中心波长带宽/m波长颜色主要用途412黄色物质吸收带443蓝·光叶绿素吸收带2345678蓝绿光二类水体中的色素吸收带,K(490)10蓝绿光叶绿素吸收带绿光670光近红外224色素、光学特性、悬浮固体大气校正(原CZCS大气校正波段)65大气校正,气溶胶辐射865近红外大气校正,气溶胶辐射武汉大学遇感信思二程学院巫兆叶绿素含量遥感监测实例4叶绿素含量遥感监测实例SeabAm数据—实测样本Seabam是MASA成立的一个工作组,主要任务是确定一种适合SeaWifs数据使用的全球叶绿素浓度算法。SeabaM由全球非极地地区站点所测的919个遥感反射率数据组成,包括叶绿素浓度范围从0.01932.79mg/m3,其中大部分为一类水体,约20个测自海岸带类水体。有两个测点的数据与其他数据不相容,相差太大,所以被去掉,剩下917个数据。尽管SeaBam数据是目前最全面的水体叶绿素遥感反射率数据,它仍有一些不足,例如数据主要采集于中低叶绿素浓度的海区,没有高叶绿素浓度的数据;一些数据测自水面,而大部分数据由水中测量的值推断而来,将所有的辐射亮度值转换为水面遥感反射率;些测量数据用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波段的测值计算转换而来,而510m波段的值直接由529m波段的叶绿素含量遥感监测实例5叶绿素含量遥感监测实例历史统计资料据历史统计资料,台湾海峡中北部叶绿素a含量周年变化峰期在秋春季,低值在夏冬季,各层次浓度均在10月和4月出现高峰秋季随东北季风増强,浙闽沿岸水影响范围逐渐扩大,海区营养盐含量升高,NO3N平均含量达4.28μmol/L,为海区秋季浮游植物生长和繁殖提供了有利条件。叶绿素a含量达全年最高值,季平均含量达1.67μg/L,变化范围在0.50~6.04μg/L之间。由于各水系消长的影响较复杂,海区叶绿素a分布很不均匀。受沿岸水影响的海区北部叶绿素a含量髙于受暖流水控制的南部海区,上层和表层水中叶绿素a含量高于下层和低层,形成上高下低、西北部高东南部低的分布趋势10月海区叶绿素a含量普遍较高,平均达2.16μg/L,为全年最高,这与浮游植物的秋季生长高峰一致,但分布不均匀,呈明显的斑块状。表层至30m层含量分布相似,平均浓度为2.51μg/L。小于1.0ug/L的低值区出现在海区南部中央和东北部局部范围,其余部分含量几乎都大于2.5g/L,最高含量区在闽汪口附近,含量达6.01g/以上。武汉大学遇感信息工程学院巫兆果叶绿素含量遥感监测实例6叶绿素含量遥感监测实例数据预处理数据预处理主要指大气校正大气校正算法是为了消除大气的影响,并将原始影像的辐射亮度数据转换成反射率,其结果是使得影像数据的每一个像元值都代表一个反射光谱。。本例使用平地校正法主要步骤是先选择一块地形平坦,光谱特征类似且光谱曲线也较平坦的区域,并且选择的区域应是影像中亮度值较大的区域以避免数据信噪比的降低。然后将每个波段的像元值除以这个波段平地区的平均值。通过校正,得到遥感影像的反射率一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例7叶绿素含量遥感监测实例用经验模型计算叶绿素浓度采用SeaBAM推荐的二波段比值三次多项式模型计算C=10taR+2R+”R)+a4式中,R=1g(490/R555)。下图为用经验模型计算所得台湾海峡叶绿素浓度分布图。其中最大值为5.9μg/L,在大陆沿岸,最小值为0.628g/L从叶绿素浓度的分布来看,整体呈条带状分布,离大陆越远,浓度越低。大陆沿岸和台湾岛西侧最大,在2~5μg/L之间,大部分浓度在2~3μg/L之间。离大陆稍远,叶绿素浓度降到1~2μg/L之间,离大陆更远以及台湾岛东侧,叶绿素浓度为1μg/L以下一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例8叶绿素含量遥感监测实例叶绿素/(/L0.628~1125云陆图6.17经验模型讦算所得台湾海峡叶绿素浓度分布一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例93。叶绿素含量遥感监测实例用神经网络模型计算叶绿素浓度神经网络模型结构——网络为多重前馈网络。为减少计算量,确定模型为3层网络,下图表示的是本例所用的神经网结构,每一个输人结点对应于一个SeaWifs的一个波段的反射率输入层隐层输出层Band1Band2输出Band5图6.18本例所用神经网结构一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪3。叶绿素含量遥感监测实例10从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L,其中海峡中间大部分区域的叶绿素浓度在1~2μg/L之间,叶绿素浓度小于1的区域只分布在大陆沿岸附近大陆沿岸有小部分区域叶绿素浓度较大,为5μgL以上,还有部分区域的计算结果为负值。这是由于我国沿海属于高浓度泥沙含量的大陆架海水,含有大量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量为主,由叶绿素吸收和反射的特征波长的信息被淡化,使得用于计算的光谱特征值与用于训练的典型实测光谱值有较大的差异,因此计算误差较大一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L,11叶绿素含量遥感监测实例课件12叶绿素含量遥感监测实例课件13叶绿素含量遥感监测实例课件14叶绿素含量遥感监测实例课件15叶绿素含量遥感监测实例课件1626、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华谢谢！1726、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必时间反复无常，鼓着翅膀飞逝叶绿素含量遥感监测实例时间反复无常，鼓着翅膀飞逝叶绿素含量遥感监测实例18叶绿素含量遥感监测一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测19叶绿素含量遥感监测实例本例使用1998年10月30日的SeaWifs数据,采用经验模型、神经网络模型和光谱混合分析三种方法计算台湾海峡叶绿素浓度。图6.161998年10月30日的SeaWiFs数据武汉大学遇感信息工程学院巫兆叶绿素含量遥感监测实例20叶绿素含量遥感监测实例SeaWifs数据特征SeaWifs是Seastar携带的宽视场海洋水色扫描仪,有8个光谱波段,经过带通滤波,1~6波段的带宽达到20nm,7、8波段的带宽为40nm。下表列出了SeaWifs的8个波段的中心波长及特殊用途。表66SeaWiFS光谱波段特征和主要用途波段中心波长带宽/m波长颜色主要用途412黄色物质吸收带443蓝·光叶绿素吸收带2345678蓝绿光二类水体中的色素吸收带,K(490)10蓝绿光叶绿素吸收带绿光670光近红外224色素、光学特性、悬浮固体大气校正(原CZCS大气校正波段)65大气校正,气溶胶辐射865近红外大气校正,气溶胶辐射武汉大学遇感信思二程学院巫兆叶绿素含量遥感监测实例21叶绿素含量遥感监测实例SeabAm数据—实测样本Seabam是MASA成立的一个工作组,主要任务是确定一种适合SeaWifs数据使用的全球叶绿素浓度算法。SeabaM由全球非极地地区站点所测的919个遥感反射率数据组成,包括叶绿素浓度范围从0.01932.79mg/m3,其中大部分为一类水体,约20个测自海岸带类水体。有两个测点的数据与其他数据不相容,相差太大,所以被去掉,剩下917个数据。尽管SeaBam数据是目前最全面的水体叶绿素遥感反射率数据,它仍有一些不足,例如数据主要采集于中低叶绿素浓度的海区,没有高叶绿素浓度的数据;一些数据测自水面,而大部分数据由水中测量的值推断而来,将所有的辐射亮度值转换为水面遥感反射率;些测量数据用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波段的测值计算转换而来,而510m波段的值直接由529m波段的叶绿素含量遥感监测实例22叶绿素含量遥感监测实例历史统计资料据历史统计资料,台湾海峡中北部叶绿素a含量周年变化峰期在秋春季,低值在夏冬季,各层次浓度均在10月和4月出现高峰秋季随东北季风増强,浙闽沿岸水影响范围逐渐扩大,海区营养盐含量升高,NO3N平均含量达4.28μmol/L,为海区秋季浮游植物生长和繁殖提供了有利条件。叶绿素a含量达全年最高值,季平均含量达1.67μg/L,变化范围在0.50~6.04μg/L之间。由于各水系消长的影响较复杂,海区叶绿素a分布很不均匀。受沿岸水影响的海区北部叶绿素a含量髙于受暖流水控制的南部海区,上层和表层水中叶绿素a含量高于下层和低层,形成上高下低、西北部高东南部低的分布趋势10月海区叶绿素a含量普遍较高,平均达2.16μg/L,为全年最高,这与浮游植物的秋季生长高峰一致,但分布不均匀,呈明显的斑块状。表层至30m层含量分布相似,平均浓度为2.51μg/L。小于1.0ug/L的低值区出现在海区南部中央和东北部局部范围,其余部分含量几乎都大于2.5g/L,最高含量区在闽汪口附近,含量达6.01g/以上。武汉大学遇感信息工程学院巫兆果叶绿素含量遥感监测实例23叶绿素含量遥感监测实例数据预处理数据预处理主要指大气校正大气校正算法是为了消除大气的影响,并将原始影像的辐射亮度数据转换成反射率,其结果是使得影像数据的每一个像元值都代表一个反射光谱。。本例使用平地校正法主要步骤是先选择一块地形平坦,光谱特征类似且光谱曲线也较平坦的区域,并且选择的区域应是影像中亮度值较大的区域以避免数据信噪比的降低。然后将每个波段的像元值除以这个波段平地区的平均值。通过校正,得到遥感影像的反射率一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例24叶绿素含量遥感监测实例用经验模型计算叶绿素浓度采用SeaBAM推荐的二波段比值三次多项式模型计算C=10taR+2R+”R)+a4式中,R=1g(490/R555)。下图为用经验模型计算所得台湾海峡叶绿素浓度分布图。其中最大值为5.9μg/L,在大陆沿岸,最小值为0.628g/L从叶绿素浓度的分布来看,整体呈条带状分布,离大陆越远,浓度越低。大陆沿岸和台湾岛西侧最大,在2~5μg/L之间,大部分浓度在2~3μg/L之间。离大陆稍远,叶绿素浓度降到1~2μg/L之间,离大陆更远以及台湾岛东侧,叶绿素浓度为1μg/L以下一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例25叶绿素含量遥感监测实例叶绿素/(/L0.628~1125云陆图6.17经验模型讦算所得台湾海峡叶绿素浓度分布一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪叶绿素含量遥感监测实例263。叶绿素含量遥感监测实例用神经网络模型计算叶绿素浓度神经网络模型结构——网络为多重前馈网络。为减少计算量,确定模型为3层网络,下图表示的是本例所用的神经网结构,每一个输人结点对应于一个SeaWifs的一个波段的反射率输入层隐层输出层Band1Band2输出Band5图6.18本例所用神经网结构一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪3。叶绿素含量遥感监测实例27从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L,其中海峡中间大部分区域的叶绿素浓度在1~2μg/L之间,叶绿素浓度小于1的区域只分布在大陆沿岸附近大陆沿岸有小部分区域叶绿素浓度较大,为5μgL以上,还有部分区域的计算结果为负值。这是由于我国沿海属于高浓度泥沙含量的大陆架海水,含有大量的泥沙,海面上的向上反射光信息中以泥沙含量为主,由叶绿素吸收和反射的特征波长的信息被淡化,使得用于计算的光谱特征值与用于训练的典型实测光谱值有较大的差异,因此计算误差较大一武汉大学過感信息工程学流巫兆聪从计算结果来看,海峡叶绿素浓度的范围总体为0~12μg/L,28叶绿素含量遥感监测实例课件29叶绿素含量遥感监测实例课件3