2019年4月,我院光学海洋学课题组在Remote Sensing of Environment(RSE)期刊上发表题为“ High-frequency observation of floating algae from AHI on Himawari-8”的论文。该研究探索了新一代高频气象卫星Himawari-8在漂浮藻华监测方面的应用,实现了对藻华10分钟一次的高频卫星监测,使藻华监测的最高时间分辨率提高了5倍。
藻华是一种常见的自然灾害现象,危害着生态环境和人类社会的生产生活,其对人类健康产生的严重影响和造成的巨大经济损失使其成为了全球性的热门话题。卫星观测是监测藻华的有效手段,目前人们对藻华监测的时间分辨率较低,当下最高的时间分辨率仅为1小时。
光学海洋学课题组关注到日本新近发射的气象卫星Himawari-8/AHI具有高时间分辨率及广阔的空间覆盖面,而且配置的是可见光-红外波段,具备用于海色探测的潜力。课题组通过交叉对比确证其经过瑞利校正反射率的可靠性,并从其他研究获得Himawari-8/AHI的漂浮藻类指数,将其应用于太湖藻华事件日变化的动态监测与分析。研究表明,该方法不仅可以对漂浮藻类藻华现象进行定性识别与定量分析,凭借更高的观测频率对藻华的日变化进行一个近连续性的观测,捕捉其他卫星如韩国水色静止卫星GOCI在监测藻华过程中可能遗漏的变化细节,同时提高了单位时间内有效图像可使用频率,从而为观察生态系统中的动态事件和偶然事件提供更有效的手段。
这一全新手段的实现,不仅推动了藻类动力学及其对环境变动响应的科学研究,还将助力各种海岸工程的防灾减灾工作,如侵袭滨海核电的海洋生物灾害的及时预警与有效防控,具有广泛的应用前景。
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.)
图(1) 上图为2017年11月23日太湖漂浮藻类面积的日变化,蓝点与蓝色曲线表示Himawari-8/AHI FAI的观测结果;绿色红色分别表示GOCI AFAI和MODIS FAI的观测结果。下图为2017年11月23日太湖漂浮藻类分布,左图为FAI/AFAI图像,右图为二值图;
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.)
图(2) Himawari-8/AHI和GOCI分别监测到2017年10月份太湖水面被漂浮藻华覆盖的频率
据悉,RSE(2018年影响因子IF=6.457)为环境科学大类一区、TOP期刊,为遥感类影响因子最高、最具权威的国际期刊,主要发表地球遥感观测的理论、应用和方法相关原创研究。
该论文第一作者为陈新荣(我校2019届硕士毕业生),通讯作者为商少凌教授。
论文来源: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.
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.038