王法景

摘 要：自2007年以來，黃海海域每年都會(huì)發(fā)生綠潮災(zāi)害，對(duì)沿海城市環(huán)境、水產(chǎn)業(yè)、旅游觀光業(yè)等造成嚴(yán)重危害。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)綠潮的光學(xué)遙感監(jiān)測(cè)。GOCI數(shù)據(jù)所具有的高時(shí)間分辨率是其它光學(xué)遙感數(shù)據(jù)所無法媲美的。但受云霧影響嚴(yán)重，因此在綠潮監(jiān)測(cè)提取過程中需要將云霧去除。本文根據(jù)GOCI數(shù)據(jù)的波段設(shè)置特點(diǎn)，在綠潮提取前將云霧去除以達(dá)到更好的提取綠潮的目的。

關(guān)鍵詞：黃海;綠潮;GOCI;NDVI;云霧去除

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 GOCI數(shù)據(jù)

GOCI是搭載在韓國2010年發(fā)射的全球首顆地球同步軌道水色衛(wèi)星。該衛(wèi)星共有8個(gè)波段，參數(shù)見下表。能對(duì)以2500km×2500km（中心經(jīng)緯度36°N、130°E）范圍內(nèi)進(jìn)行靜止觀測(cè)，其覆蓋范圍包括我國的渤海、黃海和部分東海海域。相比于傳統(tǒng)的極軌衛(wèi)星，它不僅具有，10景/天（白天8景，每天8點(diǎn)到15點(diǎn)每小時(shí)獲取一景數(shù)據(jù);晚上2景）的高時(shí)間分辨率，而且數(shù)據(jù)空間分辨率可達(dá)500m[7]，為綠潮的監(jiān)測(cè)提供較多有用的信息，可實(shí)現(xiàn)對(duì)黃海、部分東海地區(qū)準(zhǔn)實(shí)時(shí)綠潮動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

基于GOCI數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的過程主要包括幾何校正、大氣校正和綠潮范圍提取等。

2 云霧去除

GOCI數(shù)據(jù)作為一種常見的光學(xué)影像，在圖像解譯過程中或多或少會(huì)受到云霧的影響，造成綠潮的誤判，因此需要在解譯前對(duì)云霧進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采取適當(dāng)?shù)姆椒▽⒃铺蕹?，防止云霧在綠潮提取過程中進(jìn)行干擾。相關(guān)人員有用勾畫ROI減少云霧的影響，但此方法在實(shí)驗(yàn)中存在很大漏洞，往往在研究區(qū)內(nèi)存在云霧是ROI無法勾畫出去的。本文通過大量的實(shí)驗(yàn)及與目視解譯相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)云霧在GOCI數(shù)據(jù)第2、5等波段反射率遠(yuǎn)大于綠潮、海水，因此在本文研究中依據(jù)此發(fā)現(xiàn)采用單波段閾值法對(duì)GOCI數(shù)據(jù)中的云霧進(jìn)行了去除。當(dāng)然也會(huì)剩余少量薄霧，但是結(jié)合綠潮的光譜特性在提取過程中已不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生太大的影響。下圖為去除云霧之后的GOCI數(shù)據(jù)，仍有少量薄云存在，但利用多波段比值算法可以很好地將薄云與綠潮區(qū)分開來。

GOCI數(shù)據(jù)去除云霧假彩色合成影像圖

GOCI數(shù)據(jù)能夠在白天獲取8景遙感影像，這是光學(xué)遙感影像中時(shí)間分辨率的最高的，對(duì)于研究綠潮這種每天都處在變化過程中的水生植物來說是具有劃時(shí)代意義的，GOCI數(shù)據(jù)也必將在海洋遙感中發(fā)揮更重要的作用。

3 結(jié)論與討論

GOCI數(shù)據(jù)對(duì)綠潮的監(jiān)測(cè)發(fā)揮著越來越重要的作用，與MODIS數(shù)據(jù)相比存在這波段數(shù)少、分辨率較低、無法全球觀測(cè)等劣勢(shì)，但是以其高時(shí)間分辨率的優(yōu)勢(shì)能夠保證綠潮從開始、暴發(fā)、消亡等過程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，而且能夠進(jìn)行日變化、時(shí)變化監(jiān)測(cè)，對(duì)于綠潮的成因、漂浮規(guī)律等具有很高的研究?jī)r(jià)值。機(jī)載SAR數(shù)據(jù)費(fèi)用昂貴，但作為GOCI數(shù)據(jù)的一個(gè)有效補(bǔ)充，也發(fā)揮著其不可替代的作用，其高空間分辨率也會(huì)是未來監(jiān)測(cè)綠潮的主流。

致謝

感謝韓國水色衛(wèi)星中心KOSC提供的GOCI數(shù)據(jù)，感謝國家海洋局第一海洋研究所提供的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，感謝國家海洋局第一海洋研究所提供的機(jī)載SAR數(shù)據(jù)。

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