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论文一：基于海洋水色遥感产品的沿海水质评价研究3

1 引言3

1.1 开展沿海水质遥感监测评价的紧迫性3

1.1.1 高频度、大范围卫星遥感监测是沿海水质监测的必然发展趋势3

1.1.2 为政府管理决策提供准确的水质信息4

1.1.3 对推动浙江省水质遥感监测系统业务化运行的重要意义5

1.2 卫星遥感技术在河口海岸带水环境监测中的应用动态分析6

1.2.1 在海洋生物资源的可持续利用和保护中的应用6

1.2.2 海洋突发事件监测中的遥感实时监控7

1.2.3 在海岸带资源的综合管理和可持续发展中的应用7

1.3 水环境质量监测中的遥感技术应用8

1.3.1 国外研究前沿8

1.3.2 国内研究前沿10

1.4 近岸海洋监测发展趋势（Coastal GOOS）11

1.5 本项研究工作前提和任务11

1.6 研究区域11

1.7 预期结果12

1.8 已有的基础上所解决的问题12

1.9 研究内容和研究目标12

1.10 研究技术路线13

2 数据和方法14

2.1 EOS/MODIS简介14

2.1.1 地球观测系统EOS（Earth Obsevvation System）14

2.1.2 MODIS技术参数14

2.1.3 MODIS数据特点16

2.1.4 MODIS与SeaWiFS、AVHRR比较17

2.2 海洋遥感水色产品的获取18

2.2.1 国家海洋局第二海洋研究所卫星接收处理系统18

2.2.2 国家海洋局第二海洋研究所海洋水色遥感产品20

2.3 研究海域参数获取21

2.3.1 站位分布21

2.3.2 参数获取21

3 富营养化水体水质遥感评价体系23

3.1 水质遥感监测的空间取样密度23

3.2 水质遥感监测频率的设计25

3.3 水质遥感评价参数的选择26

3.4 水质遥感评价方法和标准30

4 营养盐的遥感反演机理研究33

4.1 磷酸盐在研究海域的地球化学特性33

4.1.1 磷酸盐在研究海域的分布特征33

4.1.2 磷酸盐在河口的缓冲机制33

4.1.3 磷酸盐在低浑浊区的理想行为34

4.2 颗粒态磷酸盐遥感试反演35

4.2.1 采样与方法36

4.2.2 区域内水质参数特征分析37

4.2.3 实测光谱和悬浮物相关性分析38

4.2.4 悬浮物含量遥感信息提取38

4.2.5 颗粒态总磷含量遥感信息提取39

4.3 水体中总磷的遥感反演41

4.3.1 试验区内特征分析41

4.3.2 水团运动轨迹的卫星遥感观测43

4.3.3 总磷和悬浮物的相关性分析44

4.3.4 研究海域内TP的遥感反演和悬浮物评价标准的确定46

4.4 溶解无机氮在研究海域的地球化学特性46

4.4.1 溶解无机氮在研究海域的分布特征46

4.4.2 研究海域内溶解无机氮的保守性47

4.4.3 研究海域内DIN的遥感反演及ACD间接评价标准的确定50

5 遥感水质评价精度校验51

5.1 水环境质量现状评价51

5.1.1 评价范围51

5.1.2 评价水质参数51

5.1.3 评价方法及标准51

5.1.4 评价结果52

5.2 卫星遥感水质评价及精度校验55

5.2.1 卫星遥感数据55

5.2.2 卫星遥感水质方法及标准55

5.2.3 卫星遥感水质评价结果分析56

6 研究海域水质遥感评价57

6.1 浙江省海域水质遥感评价57

6.1.1 评价范围57

6.1.2 环境质量状况57

6.1.3 环境质量状况月度变化57

6.2 上海市海域水质遥感评价59

6.2.1 评价范围59

6.2.2 上海海域环境质量状况59

6.2.3 上海海域环境质量状况月度变化60

7 HAB的遥感反演模式63

7.1 赤潮概述63

7.1.1 赤潮现象及分类63

7.1.2 赤潮分布区判别模型63

7.1.3 试验区内赤潮发生基本情况64

7.1.4 研究区域内环境特征64

7.2 赤潮反演算法65

7.2.1 研究区域内赤潮光谱特征65

7.2.2 赤潮反演的方法66

7.3 试验区内赤潮事件遥感反演研究68

8 结论和展望73

8.1 本文完成的主要研究工作73

8.2 创新点74

8.3 几点结论74

8.4 进一步的研究工作74

参考文献76

论文二：基于固有光学量的东海赤潮遥感提取算法研究85

1 绪论85

1.1 研究背景和意义85

1.2 国内外研究现状86

1.2.1 赤潮遥感提取算法86

1.2.2 赤潮藻种识别与固有光学量研究发展现状89

1.3 主要研究内容和技术路线92

2 东海赤潮特征分析94

2.1 研究区域和数据94

2.1.1 研究区域概况94

2.1.2 数据和方法96

2.2 东海赤潮发生发展特征分析101

2.2.1 东海赤潮时空分布及发展趋势101

2.2.2 东海赤潮主要藻种特征103

2.2.3 东海赤潮发生发展的生化物理机制分析106

2.3 小结107

3 东海环境水体与赤潮水体的固有光学性质分析108

3.1 东海环境水体固有光学性质108

3.1.1 东海环境水体吸收性质108

3.1.2 东海环境水体散射性质122

3.2 东海赤潮水体固有光学性质126

3.2.1 赤潮水体吸收性质126

3.2.2 赤潮水体散射性质128

3.3 小结132

4 基于固有光学量的赤潮识别算法研究134

4.1 基于水体吸收系数的赤潮识别算法134

4.1.1 色素吸收比重法135

4.1.2 叶绿素比吸收系数法136

4.2 基于水体后向散射系数的赤潮识别算法138

4.2.1 散射—吸收比值法138

4.2.2 后向散射比率法139

4.3 基于光谱高度法的赤潮卫星遥感识别算法141

4.4 综合赤潮卫星遥感识别算法145

4.5 小结148

5 东海特征赤潮卫星遥感提取结果分析150

5.1 东海赤潮卫星遥感提取结果150

5.2 遥感提取效果评价164

5.3 赤潮误判分析166

5.4 小结167

6 总结与展望168

6.1 论文工作总结168

6.2 论文创新点168

6.3 展望169

参考文献170

论文三：黄渤海海雾遥感辐射特性及卫星监测研究181

1 绪论181

1.1 研究的目的和意义181

1.2 国内外研究现状182

1.3 研究内容和技术路线185

1.3.1 拟解决的关键科学问题185

1.3.2 研究内容、章节安排和主要结论185

2 基本知识和研究数据187

2.1 雾的定义187

2.2 雾的生成过程和分类187

2.3 黄渤海海雾的分布特点189

2.4 研究数据和辐射传输模式190

2.4.1 NOAA17-AVHRR3（先进的甚高分辨率辐射计）190

2.4.2 研究、验证和应用数据191

2.4.3 Streamer辐射传输模式193

2.5 本章小结194

3 海雾的卫星遥感和辐射模拟波谱特征195

3.1 卫星观测地球大气辐射原理195

3.1.1 卫星高度处的可见光、近红外遥感信息196

3.1.2 卫星高度处的红外遥感信息196

3.2 卫星遥感观测信息分析197

3.2.1 剖线分析197

3.2.2 频谱分析200

3.3 辐射传输模拟云雾辐射特性204

3.4 本章小结209

4 卫星遥感监测海雾算法设计210

4.1 概述210

4.2 海雾监测算法设计210

4.2.1 云地分离211

4.2.2 相态判别213

4.2.3 粒径判断219

4.2.4 图像特征分析221

4.2.5 高度分析223

4.2.6 修补漏点223

4.3 实例监测结果226

4.4 本章小结227

5 海雾微物理性质反演229

5.1 海雾的微物理性质229

5.2 查询表的建立231

5.3 雾层光学厚度和雾滴有效半径231

5.4 雾水含量和雾中能见度232

5.5 雾滴谱分布237

5.5.1 均匀分布情况238

5.5.2 gamma雾滴尺度分布模型238

5.6 本章小结241

6 监测算法的验证和应用242

6.1 监测算法的先验实例验证242

6.2 监测算法的应用验证246

6.3 推广应用试验—FY-lD255

6.4 本章小结256

7 总结与展望257

7.1 论文工作总结257

7.2 创新点分析258

7.3 研究展望258

附录：符号和公式260

参考文献261

论文四：卫星遥感中国海域气溶胶光学特性及其辐射强迫研究269

1 绪论269

1.1 研究目的和意义269

1.2 国内外研究现状271

1.2.1 地面观测271

1.2.2 模式分析273

1.2.3 卫星遥感275

1.3 研究内容和技术路线277

1.3.1 拟解决的关键科学问题277

1.3.2 研究内容、章节安排和主要结论278

2 中国海域MODIS气溶胶数据验证279

2.1 介绍279

2.2 船测数据验证280

2.2.1 试验介绍280

2.2.2 测量和数据处理方法281

2.2.3 数据验证结果283

2.3 AERONET数据验证284

2.3.1 数据介绍284

2.3.2 数据验证方法285

2.3.3 数据验证结果287

2.4 本章小结290

3 中国海域气溶胶特性分析291

3.1 介绍291

3.2 数据介绍291

3.3 气溶胶光学厚度和小颗粒比例的时间变化292

3.3.1 季节变化292

3.3.2 时间序列293

3.4 气溶胶光学厚度和小颗粒比例的空间分布294

3.5 原因分析296

3.5.1 气象场分析296

3.5.2 实测数据分析298

3.6 本章小结302

4 中国海域沙尘和人为气溶胶特性分析303

4.1 介绍303

4.2 数据介绍303

4.3 研究方法304

4.4 人为气溶胶和沙尘气溶胶的时间变化305

4.4.1 季节变化305

4.4.2 时间序列306

4.5 人为气溶胶和沙尘气溶胶的空间分布308

4.6 本章小结310

5 卫星遥感中国海域气溶胶直接辐射强迫311

5.1 介绍311

5.2 研究区域与数据312

5.3 算法设计313

5.4 气溶胶瞬时直接辐射强迫315

5.4.1 确定晴空区，剔除云区315

5.4.2 Fclr查找表的建立316

5.4.3 有气溶胶晴空条件下大气顶的辐射通量（Faero）和AOT550320

5.4.4 气溶胶瞬时直接辐射强迫的时空分布323

5.5 日平均气溶胶直接辐射强迫（SWARFdiurnal）325

5.5.1 修正因子326

5.5.2 日平均气溶胶直接辐射强迫时空分布328

5.6 误差分析331

5.7 本章小结332

6 中国海域气溶胶间接效应334

6.1 介绍334

6.2 数据和方法介绍335

6.3 结果分析335

6.3.1 全年335

6.3.2 夏季337

6.3.3 春季338

6.4 本章小结339

7 中国海域气溶胶直接辐射强迫数值模拟341

7.1 介绍341

7.2 模式介绍341

7.3 模拟方案和资料342

7.4 结果分析342

7.5 本章小结345

8 总结与展望346

8.1 论文工作总结346

8.2 创新点分析347

8.3 研究展望348

参考文献349

论文五：基于卫星遥感研究台风对西北太平洋海域水色水温环境的影响361

引言361

1 概述363

1.1 前言363

1.2 台风概述363

1.2.1 台风等级分类363

1.2.2 台风利弊363

1.2.3 西北太平洋台风概述364

1.3 海洋水色遥感概述365

1.4 台风对海洋环境影响的研究现状365

1.5 研究背景与意义367

2 典型台风对西北太平洋海域环境影响的遥感研究370

2.1 研究对象370

2.2 资料来源和处理方法371

2.2.1 卫星遥感数据371

2.2.2 滑动窗口均值融合算法流程371

2.3 200116号台风“百合”对东海海域的影响372

2.3.1 台风“百合”对东海海域叶绿素浓度的贡献372

2.3.2 台风“百合”对东海海域海表温度的影响378

2.3.3 台风“百合”对东海海域海水透明度的影响380

2.3.4 台风“百合”前后叶绿素a浓度、海表温度、海水透明度变化关系分析381

2.4 200601号台风“珍珠”对南海海域的影响382

2.4.1 台风“珍珠”对南海海域叶绿素a浓度的影响382

2.4.2 台风“珍珠”对海表温度的影响387

2.4.3 海面风场及埃克曼抽吸速度391

2.5 两次典型台风对东南海域影响的比较分析392

2.5.1 两次典型台风的相同点392

2.5.2 两次典型台风的不同点393

2.6 结论393

3 海表温度受台风影响的关键要素研究395

3.1 前言395

3.2 研究区域、数据和方法396

3.2.1 研究区域396

3.2.2 数据及处理方法396

3.3 结果与分析398

3.3.1 近10年西北太平洋海域所选研究台风统计398

3.3.2 大尺度下台风对SST影响的关键要素分析399

3.3.3 小尺度台风中心区域SST变化与分析404

3.4 讨论407

3.5 小结408

4 叶绿素a浓度受台风影响的关键要素研究409

4.1 引言409

4.2 研究区域、数据和方法409

4.3 结果与分析411

4.3.1 大尺度下台风对叶绿素a浓度影响的关键要素411

4.3.2 影响小尺度台风中心区域叶绿素a浓度的关键要素420

4.3.3 一类、二类水体叶绿素a浓度对台风响应差异性423

4.3.4 台风对叶绿素a浓度影响的延迟效应424

4.4 叶绿素a浓度响应的统合综效425

4.5 讨论427

4.5.1 延迟效应的生化及物理机理探讨427

4.5.2 叶绿素a浓度与海表温度对台风响应的比较428

4.6 结论428

5 水色水温受台风影响的机制探讨430

5.1 引言430

5.2 研究区域及数据来源430

5.3 数学模型简介430

5.4 结果与分析431

5.4.1 200712号台风“百合”对SST的影响431

5.4.2 200712号台风“百合”对叶绿素a浓度的影响433

5.4.3 200712号台风“百合”期间CTD实测数据分析434

5.4.4 台风所致上升流的数值计算436

5.4.5 2007年春季出海实测资料分析437

5.5 讨论440

5.5.1 遥感与数值模拟的比较分析440

5.5.2 出海船测资料的讨论441

5.6 小结441

6 结论与展望443

6.1 结论443

6.2 本论文研究的创新点445

6.3 本论文研究的不足445

6.4 建议与展望446

参考文献447

论文六：基于遥感资料的浙江省海岸带生态系统健康研究455

1 绪论455

1.1 研究背景455

1.2 研究意义456

1.3 国内外研究现状457

1.3.1 海岸带生态系统健康概念457

1.3.2 海岸带生态系统健康评价方法459

1.4 论文逻辑结构461

2 浙江省海岸带生态系统健康研究463

2.1 论文研究内容463

2.2 研究区概况与数据来源463

2.2.1 研究区概况463

2.2.2 数据来源464

2.3 研究方法与技术路线465

2.3.1 影响海岸带生态系统健康状况的因素465

2.3.2 遥感和地理信息系统在海岸带生态系统健康研究的优势468

2.3.3 研究方法与技术路线469

2.3.4 理论模型筛选469

3 沿海陆域子系统对生态系统健康的影响472

3.1 遥感数据收集与处理472

3.1.1 归一化植被指数简介472

3.1.2 数据集介绍474

3.1.3 数据集重建474

3.2 沿海陆域子系统指标的年际变化477

3.2.1 活力478

3.2.2 组织力481

3.2.3 恢复力486

3.3 沿海陆域子系统变化对生态系统健康评价488

3.4 小结489

4 海岸线子系统对生态系统健康的影响491

4.1 遥感数据收集与处理491

4.1.1 数据介绍491

4.1.2 数据处理技术路线492

4.2 海岸线子系统变迁研究495

4.2.1 海岸线变迁的结果495

4.2.2 海岸线变化较大区域497

4.2.3 海岸线分维数研究500

4.3 海岸线子系统中典型围垦区对生态系统健康影响分析502

4.3.1 围垦的经济效益503

4.3.2 围垦对水沙动力的影响503

4.3.3 围垦对水环境的影响503

4.3.4 围垦对生物的影响504

4.4 海岸线子系统变化对生态系统健康的影响504

4.5 小结506

5 水域子系统对生态系统健康的影响507

5.1 遥感反演水质参数507

5.1.1 遥感反演水质参数方法507

5.1.2 时间序列水质数据缺值处理515

5.2 遥感反演水质参数对生态系统健康的影响517

5.2.1 悬浮泥沙浓度的生态效应和时空变化517

5.2.2 叶绿素浓度的生态效应和时空变化519

5.2.3 赤潮的生态效应和时空监测521

5.2.4 海水透明度的生态效应和时空变化522

5.2.5 海水温度的生态效应和时空变化524

5.3 非遥感反演参数对生态系统健康的影响526

5.3.1 海洋倾倒的生态效应526

5.3.2 河流物质输送的生态效应526

5.3.3 排污口的生态效应527

5.3.4 港口与航道的生态效应528

5.3.5 生物资源变化529

5.4 空间化的浙江省水体生态系统健康评价531

5.4.1 空间化的浙江省沿海水体生态系统健康指标权重531

5.4.2 空间化的浙江省沿海水体生态系统健康指标分级和计算531

5.4.3 空间化的浙江省沿海水体生态系统健康结果及分析533

5.4.4 与其他研究结果的对比研究534

5.5 小结534

6 浙江省海岸带生态系统健康综合评价537

6.1 浙江省海岸带生态系统健康评价体系537

6.1.1 浙江省海岸带生态系统健康综合评价指数的建立537

6.1.2 评价指标体系建立原则538

6.1.3 评价指标基准值确定538

6.1.4 评价指标体系539

6.1.5 评价指标权重540

6.2 浙江省海岸带生态系统健康综合评价结果544

6.3 浙江省海岸带生态系统健康恢复的对策建议546

7 结论与展望547

7.1 结论547

7.2 论文创新点548

7.3 存在的问题与展望548

参考文献550