目前,MODIS是当前学者用来研究赤潮的主流传感器之一。良好的波段设置、较高的分辨率、较短的重访周期对某地区进行重复观测以及免费获取数据都是MODIS所具备的优势,所以被许多研究者广泛利用在研究赤潮方面。自从NASA先后发射了Terra和Aqua卫星以来,已经为全球的赤潮遥感监测提供了大量的数据和产品。然而,MODIS已经远超其设计寿命,数据质量开始出现不可避免的下降。2010年11月28日,美国发射的NPP卫星系统主要应用在气象和气候监测,其中搭载的可见光红外辐射仪(VIIRS)传感器是MODIS的替代传感器。VIIRS数据可应用在海洋水色、海表温度、气溶胶特性等方面的监测[2]。
鉴于此,本文将选用中分辨率成像光谱仪(MODIS)和可见光红外成像辐射仪(VIIRS)两种传感器为卫星数据源。结合遥感影像、海上实测光学和生物参数数据、官方公布的赤潮事件等信息分析浙江海域赤潮。重点关注两种传感器数据在同一赤潮事件的遥感结果分析对比,以便于验证MODIS和VIIRS的卫星数据的真实性检验。验证两种数据的真实性可为VIIRS在海洋赤潮遥感提供参考,从而为海洋遥感研究工作提供科学的依据。论文网
表1。MODIS和VIIRS传感器主要特性
此表格只列出了两个传感器在海洋水色的波段对比。MODIS比VIIRS多两个海洋水色波段,位于531-678nm。
1。3国内外研究现状
1。4研究内容和论文框架
1。4。1研究内容
本文以研究浙江海域为主,选用MODIS和VIIRS等传感器作为卫星数据源。根据两种传感器数据在同一赤潮事件的反演结果进行对比,结合海上实测光学和生物参数数据、官方公布的赤潮事件等信息,分析对比两种传感器数据的特性。
主要研究内容如下:
1。实测日期对应影像下载
根据航次实测日期,下载收集MODIS和VIIRS两种传感器对应的卫星影像,运用SeaDAs处理软件做坐标转换、图像裁剪等必要前期处理。
2。星-星对比
星星对比是根据两种传感器数据产品、光谱响应函数、对同一赤潮事件识别结果的对比,较为直观地比较产品之间差异。李军等(2016)[7]以渤海辽东湾为研究区,为验证该地区的VIIRS数据质量,采用星星对比的方法检验。结果表明:VIIRS和MODIS遥感反射率产品较为一致,VIIRS在浑浊水体反射率偏高,这是由于两者的大气校正算法不同导致的。
3。星-地对比
星地对比是利用实测数据对两种传感器数据产品进行真实性误差检验,通常是将遥感产品与原位数据进行直接比较。检验遥感数据产品可以加强算法改进以及提高水色遥感精度、卫星测量稳定性等。叶小敏等(2015)[8]针对2009年全球的MODIS水温水色温度产品,选择10个检验区域为样本。采用建立相关系数、样本方差用来评估遥感精度,评估结果表明:其中7个样本检验区域,产品与实测数据分布规律、均值基本相同;3个样本检验区域,产品与实测数据有所差异。通过以上实验流程,建立了一套适用于水温、水色遥感产品的检验方法。
1。4。2技术路线文献综述
本文主要利用的是MODIS数据、VIIRS数据,进行遥感数据产品赤潮信息的提取与对比。研究论文技术路线如图1所示。获取两种传感器数据产品之后,抓住两种数据的赤潮特征参数(叶绿素、海水温度表面温度等)进行论述,针对不同传感器的数据产品进行对比。而后将数据产品与原位数据进行对比,最后对两种数据之间的差异进行浅要分析。
图1。论文主要技术路线图
1。4。3研究区概况
基于以上背景,本文选择浙江海域为研究区。整个海域范围在北纬27°00'~30°78',东经120°~123°之间。浙江海域面积约有26万平方千米。拥有众多岛屿和港湾,良好的水质为海洋生物提供栖息地,为动植物生长繁殖创造优越的条件,是我国沿海高生产力海域之一。随着人类频繁活动导致大量的营养盐进入海水,从而引起赤潮灾害频发导致鱼虾大量死亡。近岸海水水质极差,多为工业废水和污水其中劣四类海水占的比重较大,水体处于极为严重的富营养化状态,浙江省的海洋环境不容乐观。随着有关部门开始着手整治海洋赤潮灾害,海洋赤潮暴发的面积和规模都得到了有效控制。