廈門大學海洋與地球學院

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                    我院光學海洋學課題組實現超高頻率藻華監測新突破
                    COE COE 2019/6/25 2794 返回上頁

                    2019年4月,我院光學海洋學課題組在Remote Sensing of Environment(RSE)期刊上發表題為“ High-frequency observation of floating algae from AHI on Himawari-8”的論文。該研究探索了新一代高頻氣象衛星Himawari-8在漂浮藻華監測方面的應用,實現了對藻華10分鐘一次的高頻衛星監測,使藻華監測的最高時間分辨率提高了5倍。

                    藻華是一種常見的自然災害現象,危害著生態環境和人類社會的生產生活,其對人類健康產生的嚴重影響和造成的巨大經濟損失使其成為了全球性的熱門話題。衛星觀測是監測藻華的有效手段,目前人們對藻華監測的時間分辨率較低,當下最高的時間分辨率僅為1小時。

                    光學海洋學課題組關注到日本新近發射的氣象衛星Himawari-8/AHI具有高時間分辨率及廣闊的空間覆蓋面,而且配置的是可見光-紅外波段,具備用于海色探測的潛力。課題組通過交叉對比確證其經過瑞利校正反射率的可靠性,并從其他研究獲得Himawari-8/AHI的漂浮藻類指數,將其應用于太湖藻華事件日變化的動態監測與分析。研究表明,該方法不僅可以對漂浮藻類藻華現象進行定性識別與定量分析,憑借更高的觀測頻率對藻華的日變化進行一個近連續性的觀測,捕捉其他衛星如韓國水色靜止衛星GOCI在監測藻華過程中可能遺漏的變化細節,同時提高了單位時間內有效圖像可使用頻率,從而為觀察生態系統中的動態事件和偶然事件提供更有效的手段。

                    這一全新手段的實現,不僅推動了藻類動力學及其對環境變動響應的科學研究,還將助力各種海岸工程的防災減災工作,如侵襲濱海核電的海洋生物災害的及時預警與有效防控,具有廣泛的應用前景。

                    Fig (1). (Top) Diurnal change of the area of floating algal patches in Lake Taihu on November 23, 2017. Blue dot and curve: area derived from AHI FAI; red bar: area derived from GOCI AFAI; green bar: area derived from MODIS. (Bottom) Distribution of floating algae in Lake Taihu on November 23, 2017, with the FAI/AFAI images (left) and the binary images (right). (For interpretation of the references to color in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.)

                    圖(1) 上圖為2017年11月23日太湖漂浮藻類面積的日變化,藍點與藍色曲線表示Himawari-8/AHI FAI的觀測結果;綠色紅色分別表示GOCI AFAI和MODIS FAI的觀測結果。下圖為2017年11月23日太湖漂浮藻類分布,左圖為FAI/AFAI圖像,右圖為二值圖;

                    Fig(2) Frequency of water surface covered by floating algae in October 2017, detected from AHI and GOCI, respectively. It was calculated by counting the times a pixel was covered by floating algae in that month, and then divided this number by the total times of cloud-free observations at that pixel in that month. The red arrow points to Meiliang Bay, where AHI shows higher frequency of floating algae than GOCI. (For interpretation of the references to color in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.)

                    圖(2) Himawari-8/AHI和GOCI分別監測到2017年10月份太湖水面被漂浮藻華覆蓋的頻率

                     

                    據悉,RSE(2018年影響因子IF=6.457)為環境科學大類一區、TOP期刊,為遙感類影響因子最高、最具權威的國際期刊,主要發表地球遙感觀測的理論、應用和方法相關原創研究。

                    該論文第一作者為陳新榮(廈門大學2019屆碩士畢業生),通訊作者為商少凌教授。

                    論文來源:Xinrong Chen, Shaoling Shang, Zhongping Lee, Lin Qi, Jing Yan, Yonghong Li. High-frequency observation of floating algae from AHI on Himawari-8. Remote Sensing of Environment, 227 (2019), 151-161.

                    全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.038




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