聯(lián)合浮標與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的赤潮預警與決策服務(wù)——以浙江近岸海域為例.pdf

1、赤潮是我國近岸海域多發(fā)的自然災(zāi)害之一，科學地了解赤潮的發(fā)生規(guī)律、進行實時準確地預警預報、災(zāi)害驗證以及時空變化監(jiān)控對于赤潮的應(yīng)急決策至關(guān)重要。本文選取浙江近岸海域高濁度、復雜多變的水體為研究對象，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘、地理信息系統(tǒng)、遙感反演等技術(shù)，旨在從真正意義上實現(xiàn)點（浮標監(jiān)測）、線（船舶監(jiān)測）、面（遙感監(jiān)測）多源數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用，探索一個切實可行的技術(shù)框架與方法體系用于浙江近岸海域赤潮災(zāi)害的預警與決策服務(wù)。本文的研究內(nèi)容具體為:
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2、)赤潮災(zāi)害監(jiān)測大數(shù)據(jù)時空分析與關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘。針對海洋環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域存在的海量數(shù)據(jù)利用率不高的問題，本文對15年長時序的船舶監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)性分析，并結(jié)合資料分析識別了赤潮特征因子（pH、溶解氧與葉綠素a）和環(huán)境限制因子（溫度、鹽度、降雨、強風），再利用多維關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法提取了不同海域不同時段赤潮暴發(fā)時這些關(guān)鍵因子所處的狀態(tài)，為赤潮的預警預報提供科學的時空判據(jù)。
　　(2)考慮時間序列相似性的赤潮災(zāi)害實時預警預報。

3、考慮到船舶監(jiān)測和衛(wèi)星遙感監(jiān)測在赤潮實時預警上的瓶頸，本文基于實時浮標監(jiān)測數(shù)據(jù)提出了一種基于特征點的分段赤潮預警時間序列相似性度量算法，該算法與關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘結(jié)果聯(lián)合后形成了一套“粗過濾-精匹配-檢驗”的赤潮信號識別模式，能夠自動化、高精度地識別赤潮早期預警和赤潮發(fā)生預報信號，并搜索出歷史時序庫中最相似的赤潮事件供災(zāi)害處理參考。模式對臺州大陳浮標和溫州南麂浮標的應(yīng)用準確率高達77.8％和88.3％。
　　(3)基于多時相GOCI影像的

4、高渾濁水體赤潮遙感提取算法構(gòu)建。鑒于赤潮發(fā)生時水體光譜特征發(fā)生變化的特點，本文分析了靜止衛(wèi)星GOCI影像中赤潮水體、高濁度水體和清潔水體的波譜特征，基于識別出的443nm-555nm波段的波譜凹陷建立了赤潮水體的自動化遙感識別指數(shù)RrcH。利用RrcH進行赤潮的時空監(jiān)控結(jié)果表明RrcH與浮標實測的Chl-a具有極好的相關(guān)性(r=0.9410，p＜0.01)，且與浮標預警信號在時間軸上高度一致。對赤潮面積提取的結(jié)果表明本研究提出的算法可以