光學(xué)淺水水深遙感反演研究方面取得新進(jìn)展
近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）唐世林團(tuán)隊(duì)，在光學(xué)淺水水深遙感反演研究方面取得新進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了無現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)情況下近岸淺水區(qū)超高空間分辨率（米級(jí)）遙感水深探測(cè)。相關(guān)研究成果發(fā)表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上。 ^E`SR6_cmj
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水下地形探測(cè)是人類開發(fā)利用海洋的重要基礎(chǔ)工作。前期研究初步構(gòu)建了降尺度水深遙感反演模型（DBMA），可在無實(shí)測(cè)水深數(shù)據(jù)輔助的情境下實(shí)現(xiàn)光學(xué)淺水水深信息的遙感反演。這一模型在中國(guó)南海部分光學(xué)淺水區(qū)域得到驗(yàn)證。然而，受超高空間分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)成本高、水深優(yōu)化反演模型最大探測(cè)深度不明確和耦合模型誤差傳遞問題的影響，DBMA模型在全球尺度上地形信息提取的推廣應(yīng)用受到約束。 P *zOt]T
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科研人員針對(duì)上述問題開展了進(jìn)一步的研究。研究基于Landsat-8衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)提出水深優(yōu)化反演模型的理論最大探測(cè)深度計(jì)算方法，獲得理論最大光學(xué)探測(cè)深度。驗(yàn)證結(jié)果表明理論最大探測(cè)深度的均方根誤差為3.30 m�；趯�(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和最大探測(cè)深度的結(jié)果，該工作獲取了耦合模型誤差傳遞的校正參數(shù)。結(jié)果表明該組參數(shù)能夠顯著提升水深反演精度。在最大探測(cè)深度約束和校正系數(shù)的基礎(chǔ)上，研究人員使用Landsat-8和Google Earth提供的超高空間分辨率RGB（Red-green-blue）影像圖片構(gòu)建了DBMA-RGB，并在全球16個(gè)不同光學(xué)淺水區(qū)域進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明水深反演精度值與ICESAT-2定標(biāo)的統(tǒng)計(jì)模型相近。上述成果有助于研發(fā)全球光學(xué)淺水超高空間分辨率水深產(chǎn)品。 1*u i|fuK
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圖1. 全球16個(gè)光學(xué)淺水研究區(qū)域的分布圖 "0#d F:qt
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圖2. 全球16個(gè)研究區(qū)域的局部水深分布。其中，L8對(duì)應(yīng)基于Landsat-8反演的30 m空間分辨率圖。RGB對(duì)應(yīng)基于Google Earth的米級(jí)空間分辨率水深反演圖。全球16個(gè)光學(xué)淺水區(qū)名稱為Isla Magueyes、Polynesia、Oahu、Lizard、Okinawa-Jima、Xisha、Lingshui、Luhuitou、Medhufushi、Port Louis、 MinaSalman、Beira、Farasan、Suez、Mulroy、Recife。 N)N\iad^
研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、海南省和廣州市的支持。中山大學(xué)和南方科技大學(xué)的科研人員參與研究。 tf_<w?~
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論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10254233
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