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基于神经网络的二类水体大气修正与水色要素反

作者:丁静  作者本人请参看权力声明

导师姓名:田纪伟 唐军武 

学位授予单位:中国海洋大学 

授予学位:博士

学位年度:2010

专业:马克思主义哲学 

关键词:

摘要:(该内容经过伪原创处理,请直接查看目录)

  • 本文基于FVCOM海洋数值模式,采用无结构化、可变分辨率的不规则三角形网格,基于有限体积法,同时考虑了垂直混合、底摩擦、非线性和天体引潮力等作用的影响,在球坐标系统下,建立了包含整个中国近海的潮汐、潮流数值模型。本模型的研究区域包含了渤海、黄海、东海、日本海和鄂霍次克海的全部以及南海北部和部分西北太平洋海域;水平分辨率从靠近开边界的50公里到中国近岸的1.5公里均匀变化,垂直方向分为10个等间隔的层;采用趋近法同化了120个沿岸潮汐验潮站资料。模型模拟结果与314个沿岸观测站的实测潮汐调和常数进行比较,得

  • 西北太平洋是赤道太平洋和亚热带太平洋之间物质和热量交换的活跃区域,对全球气候变化起着重要作用。南海是西北太平洋最大的边缘海,两者之间的水交换不仅对南海的环流与热收支有重要作用,而且对西北太平洋的环流和生态也有很大影响。因此,对西北太平洋环流及其与南海水交换的研究具有重要的科学意义。 本文在前人研究的基础上,主要利用2005年10-11月和2008年8-9月现场强化观测获得的高分辨率、大深度的CTD温盐资料和LADCP流速资料,对西北太平洋环流及南海与西北太平洋之间的水交换,尤其是对前人研究中还比较缺乏的中

  • 海洋微波遥感是物理海洋学与电动力学的交叉学科,海表面参量反演模式的研究成果在海洋监测领域具有极大的应用前景。本文对海面风矢量、温度和盐度的被动微波遥感机理以及风矢量对温度和盐度遥感影响进行了深入研究,并对现有的微波遥感模型提出了改进措施,并发展了海表面温度和盐度反演的新算法。因此,本研究对于提高我国海洋的微波遥感监测水平具有科学意义和应用价值。 在海洋的被动微波遥感模式研究中,海面发射率是一个关键物理量。然而,对于风诱导的粗糙海面,海面发射率是与众多参量密切相关的复杂函数:尽量减少与之相关的参量数目是改善

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    该文在国家高技术计划863课题"模块化二类水体相关遥感信息提取技术"的支撑下,主要针对中国黄、东海区,提出二类水体水色大气修正和水色三要素反演的神经网络模型,分析了模型在实际卫星数据处理中的适用性及其不足之处,并给出进一步的改进方向.论文的工作包括:(1)首先对黄东海区的水体光学特性做了简要分析和介绍,叶绿素吸收光谱在整个海区尚未获得普遍可用的模型,总颗粒物吸收也存在类似情况;黄色物质的吸收光谱和颗粒物后向散射模型已经得到初步可用的结果.(2)基于现场遥感反射率水色三要素浓度反演的神经网络(NN)模型取得较好结果.三要素浓度同时反演NN模型的平均相对误差分别为叶绿素44.4﹪,总悬浮物40.5﹪,黄色物质48.8﹪.三要素单独反演NN模型的平均相对误差分别为叶绿素32.5﹪,总悬浮物29.4﹪,黄色物质32.5﹪.尤其值得指出的是,仅需555和670波段的遥感反射率就足以反映出近岸水体的总悬浮物信息.此外,较清洁水体(水色号6-9)的叶绿素浓度反演误差仅为16.2﹪,精度明显高于考虑所有站位的情况(水色号6-21),表明水色反演模式是与水体的复杂性有关的.(3)利用现场实测光谱和中等精度气溶胶模式模拟经Rayleigh散射校正后的卫星信号,并据此建立反演大气气溶胶参数的NN模型,从而获得海面离水辐射信号.真实卫星数据的反演结果与现场实测的光谱形状有很好的吻合,但绝对量有20﹪左右的误差.这种差异在客观上是难以消除的.受现场试验和卫星数据匹配的限制,更进一步的定量检验有一定难度.因此建议在做水色要素反演算法时,最好以光谱比值的形式作为输入.(4)由上述模拟卫星信号直接反演二要素浓度的NN模型,总悬浮物反演一般都能取得比较合理的结果,但在低浑浊水体区可能有些偏高;黄色物质反演在江苏浅滩和长江口区域的结果较为合理,但在低浑浊水体区算法失效;叶绿素浓度的反演结果较差,仅在江苏浅滩区域有部分较为合理的结果.表明该模式在各类浑浊水体区域的适用性还有待进一步研究.论文最后给出进一步工作的主要目标和改进方向.
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