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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-lD 255

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AOT550 320

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