基于光譜差異的東海赤潮提取算法

徐曉暉，毛志華，陶邦一

（1.中國科學院 南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；2.國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；3.中國科學院大學，北京 100049）

0 引言

赤潮，又名紅潮（red tide or algal blooms），是由海水中某些浮游植物、原生動物或細菌在一定環境條件下，短時間內突發性增殖或聚集而引起的一種水體變色的生態異常現象［1］。赤潮是最嚴重的海洋災害之一，它不僅破壞海洋漁業生產、惡化海洋環境、影響濱海旅游業，而且還會因誤食被有毒赤潮生物污染的海產品而造成誤食者中毒、甚至死亡。東海是我國赤潮災害的“高發區”，赤潮發生次數和面積均明顯高于渤海、黃海和南海3個海區。東海赤潮爆發時呈現出赤潮面積大、區域集中，且有毒有害赤潮增加等特點。應用遙感技術可以大面積、同步、快速監測赤潮，是赤潮監測的最重要、最有效的手段之一。赤潮發生時，赤潮生物大量聚集，使水體的顏色發生變化，因而水體的光譜特性也發生相應的變化，這些變化能被遙感手段探測到。因此，赤潮水體的光譜信息是建立赤潮遙感監測模型、提取赤潮信息的重要依據。

國內外學者對利用赤潮水體的光譜特性提取赤潮信息進行了大量的研究。研究的方法主要有單波段閾值法、雙波段比值法以及多波段差值比值法。使用的傳感器有 CZCS、AVHRR、SeaWiFS、MODIS、MERIS和FY－1。

1983年 HOLLIGAN et al［2］基于 Nimbus－7衛星CZCS傳感器，建立了赤潮遙感雙波段比值模型，其表達式為R1／R3＞C，其中R1和R3分別為CZCS第1和第3波段的反射率，C為閾值。1987年GROOM et al［3］建立了基于NOAA衛星AVHRR傳感器的單波段赤潮遙感模型，其表達形式為R1＞C，其中R1和C分別為AVHRR第1波段的反射率和閾值。……