2019年 第41卷 第4期
2019, 41(4): 1-14.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.001
摘要:
全球变暖"停滞"现象自提出以来，备受关注，是近来全球气候变化领域的热点问题。全球变暖停滞主要表现为全球平均表面温度在1998-2012年增温速率明显偏低。除此之外，大气环流和海洋环流也发生了显著改变。在归因分析方面，很多科学家认为太平洋年代际振荡发挥了重要作用，另外的可能因素还有大西洋经向翻转环流和南极底层水的改变等。然而，由于观测资料在时间一致性和空间覆盖区域等方面存在偏差，从而为全球变暖停滞增添了诸多不确定性。但气候系统内部变率发生改变，导致深层海洋吸收热量增多是众多科学家的共识。尝试解答变暖停滞研究中的不确定性问题，观测资料的丰富和完善是必要条件。
全球变暖"停滞"现象自提出以来，备受关注，是近来全球气候变化领域的热点问题。全球变暖停滞主要表现为全球平均表面温度在1998-2012年增温速率明显偏低。除此之外，大气环流和海洋环流也发生了显著改变。在归因分析方面，很多科学家认为太平洋年代际振荡发挥了重要作用，另外的可能因素还有大西洋经向翻转环流和南极底层水的改变等。然而，由于观测资料在时间一致性和空间覆盖区域等方面存在偏差，从而为全球变暖停滞增添了诸多不确定性。但气候系统内部变率发生改变，导致深层海洋吸收热量增多是众多科学家的共识。尝试解答变暖停滞研究中的不确定性问题，观测资料的丰富和完善是必要条件。
2019, 41(4): 15-26.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.002
摘要:
河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13CDIC），溶解有机碳（DOC），有色溶解有机物（CDOM），颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13CPOC）与元素比值（N/C）及相关指标，研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明，DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L，128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L，这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似，均是从口内到口外，整体呈现先增大后减小的趋势，并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反，从口内到口外，δ13CDIC和δ13CPOC均呈现逐渐减小再增大的趋势，在口门附近达到最低值，分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13CDIC、δ13CPOC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示，河口内外POC来源变化明显，口内POC以陆源有机碳贡献为主，平均为62.3%，口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入，海源及人类活动等也对其产生影响。
河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13CDIC），溶解有机碳（DOC），有色溶解有机物（CDOM），颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13CPOC）与元素比值（N/C）及相关指标，研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明，DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L，128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L，这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似，均是从口内到口外，整体呈现先增大后减小的趋势，并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反，从口内到口外，δ13CDIC和δ13CPOC均呈现逐渐减小再增大的趋势，在口门附近达到最低值，分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13CDIC、δ13CPOC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示，河口内外POC来源变化明显，口内POC以陆源有机碳贡献为主，平均为62.3%，口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入，海源及人类活动等也对其产生影响。
2019, 41(4): 27-41.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.003
摘要:
放射性镭同位素在海底地下水排放（SGD）等海洋物质变化过程的研究中具有优良的示踪作用，估算SGD通量时需要计算河流悬浮颗粒物的解吸通量。因此，对河流沉积物/悬浮颗粒物中镭同位素解吸行为的研究不可或缺，而目前对于粒度较小范围内镭同位素的解吸特征及其机理的研究依然不足。本文选用钦州湾河流沉积物，通过室内实验探究粒度和盐度对沉积物中镭同位素解吸行为的影响。结果表明，在沉积物平均粒径0.9~136.0 μm范围内，随着粒径增大，沉积物中镭同位素在海水（盐度为33.9）中解吸活度逐渐减小，且变化趋势也逐渐变缓，平均粒径大于43.7 μm后，解吸量几乎不变；在海水盐度4.9~33.9范围内，随着盐度增大，沉积物中镭同位素解吸活度逐渐增大，盐度大于24.9后，解吸量趋于不变。本文创新性地建立了沉积物表面分形结构的镭解吸理论模型，拟合得到钦州湾河流沉积物表面最大可交换态224Ra、226Ra和228Ra活度分别为1.13 dpm/g、0.17 dpm/g和0.85 dpm/g，以干重计；沉积物中224Ra、226Ra和228Ra最大解吸比分别为30%、7%和18%。钦州湾河流沉积物颗粒表面最大可交换态224Ra和226Ra活度分别处于全球中等水平和较低水平，而其最大解吸比分别处于全球较高水平和较低水平。本研究结果有助于更好地理解镭同位素的解吸行为，以帮助更准确地估算SGD通量。
放射性镭同位素在海底地下水排放（SGD）等海洋物质变化过程的研究中具有优良的示踪作用，估算SGD通量时需要计算河流悬浮颗粒物的解吸通量。因此，对河流沉积物/悬浮颗粒物中镭同位素解吸行为的研究不可或缺，而目前对于粒度较小范围内镭同位素的解吸特征及其机理的研究依然不足。本文选用钦州湾河流沉积物，通过室内实验探究粒度和盐度对沉积物中镭同位素解吸行为的影响。结果表明，在沉积物平均粒径0.9~136.0 μm范围内，随着粒径增大，沉积物中镭同位素在海水（盐度为33.9）中解吸活度逐渐减小，且变化趋势也逐渐变缓，平均粒径大于43.7 μm后，解吸量几乎不变；在海水盐度4.9~33.9范围内，随着盐度增大，沉积物中镭同位素解吸活度逐渐增大，盐度大于24.9后，解吸量趋于不变。本文创新性地建立了沉积物表面分形结构的镭解吸理论模型，拟合得到钦州湾河流沉积物表面最大可交换态224Ra、226Ra和228Ra活度分别为1.13 dpm/g、0.17 dpm/g和0.85 dpm/g，以干重计；沉积物中224Ra、226Ra和228Ra最大解吸比分别为30%、7%和18%。钦州湾河流沉积物颗粒表面最大可交换态224Ra和226Ra活度分别处于全球中等水平和较低水平，而其最大解吸比分别处于全球较高水平和较低水平。本研究结果有助于更好地理解镭同位素的解吸行为，以帮助更准确地估算SGD通量。
2019, 41(4): 42-52.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.004
摘要:
海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁，因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而，该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据，详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析，获得了研究区海底沙波的活动特征，并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示，利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量，获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合，表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时，需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法，该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度，可获得更加精细的海底地形动力过程。
海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁，因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而，该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据，详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析，获得了研究区海底沙波的活动特征，并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示，利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量，获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合，表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时，需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法，该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度，可获得更加精细的海底地形动力过程。
2019, 41(4): 53-63.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.005
摘要:
海洋泥质沉积是流域、古气候及海平面变化信息的重要载体，对该粒级物质的系统研究，是获取环境信息的重要手段。为此，采集北黄海中北部表层沉积物80件，经室内筛分处理，并对细颗粒组分（<63 μm）进行了稀土元素（REE）测试。结果显示REE的含量及分布模式在长山列岛东西两侧差异显著：东侧物质明显富集REE，尤其轻稀土元素（LREE），Eu元素则明显缺失，指示了受鸭绿江的显著控制；长山列岛以西，REE除含量降低外，分布模式也变平缓。造影剂马根维显（Gd-DTPA）在磁共振成像（MRI）中的大量使用，可能是造成Gd明显富集的主要原因。此外，辽南沿岸物质的来源及分布与以往认识存在差异，以往认为辽南沿岸泥质沉积为鸭绿江为主的辽东半岛河流的远端泥沉积，而本文的研究发现：辽东半岛东侧长山列岛至大连湾外海域以黄河来源物质为主，鸭绿江物质对北黄海西部泥质区的贡献在西侧大于东侧，其中陆架环流对物质输运发挥着重要作用。
海洋泥质沉积是流域、古气候及海平面变化信息的重要载体，对该粒级物质的系统研究，是获取环境信息的重要手段。为此，采集北黄海中北部表层沉积物80件，经室内筛分处理，并对细颗粒组分（<63 μm）进行了稀土元素（REE）测试。结果显示REE的含量及分布模式在长山列岛东西两侧差异显著：东侧物质明显富集REE，尤其轻稀土元素（LREE），Eu元素则明显缺失，指示了受鸭绿江的显著控制；长山列岛以西，REE除含量降低外，分布模式也变平缓。造影剂马根维显（Gd-DTPA）在磁共振成像（MRI）中的大量使用，可能是造成Gd明显富集的主要原因。此外，辽南沿岸物质的来源及分布与以往认识存在差异，以往认为辽南沿岸泥质沉积为鸭绿江为主的辽东半岛河流的远端泥沉积，而本文的研究发现：辽东半岛东侧长山列岛至大连湾外海域以黄河来源物质为主，鸭绿江物质对北黄海西部泥质区的贡献在西侧大于东侧，其中陆架环流对物质输运发挥着重要作用。
2019, 41(4): 64-73.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.006
摘要:
阿根廷滑柔鱼（Illex argentinus）是西南大西洋鱿钓渔业的主要作业鱼种，对资源丰度进行准确的预测可指导企业合理安排渔业生产。因此，本研究根据2000-2016年我国西南大西洋阿根廷滑柔鱼的生产数据，以单位捕捞努力量的渔获量（Catch per unit effort， CPUE）为阿根廷滑柔鱼资源丰度的指标，利用灰色绝对关联分析和灰色预测建模的方法（GM（0， N）），计算2001-2015年CPUE的时间序列值与产卵期（6-8月）产卵场海表面温度（Sea surface temperature， SST）时间序列值的灰色绝对关联度，选取产卵场海域中灰色绝对关联度大于0.90的海区SST建立资源丰度预测模型，并用2016年实际CPUE进行验证。灰色绝对关联分析表明，6-8月，30°~40°S，45°~60°W海域内存在若干海区的SST与次年对数CPUE时间序列呈现较强的关联度，可作为预报因子。GM（0， N）模型结果表明，以6-8月产卵场SST作为环境因子建立的模型4能较好地拟合出阿根廷滑柔鱼资源丰度变动趋势，与2016年真实值相比，相对误差为7%，该模型可较好地作为阿根廷滑柔鱼资源丰度的预测模型。相反，包含6月和7月SST的模型1效果优于不包含6月SST的模型2或不包含7月SST的模型3，拟合得到的2016年的数据与真实值相比，相对误差分别为128%和289%，这说明6月和7月是西南大西洋阿根廷滑柔鱼的主要产卵月份。
阿根廷滑柔鱼（Illex argentinus）是西南大西洋鱿钓渔业的主要作业鱼种，对资源丰度进行准确的预测可指导企业合理安排渔业生产。因此，本研究根据2000-2016年我国西南大西洋阿根廷滑柔鱼的生产数据，以单位捕捞努力量的渔获量（Catch per unit effort， CPUE）为阿根廷滑柔鱼资源丰度的指标，利用灰色绝对关联分析和灰色预测建模的方法（GM（0， N）），计算2001-2015年CPUE的时间序列值与产卵期（6-8月）产卵场海表面温度（Sea surface temperature， SST）时间序列值的灰色绝对关联度，选取产卵场海域中灰色绝对关联度大于0.90的海区SST建立资源丰度预测模型，并用2016年实际CPUE进行验证。灰色绝对关联分析表明，6-8月，30°~40°S，45°~60°W海域内存在若干海区的SST与次年对数CPUE时间序列呈现较强的关联度，可作为预报因子。GM（0， N）模型结果表明，以6-8月产卵场SST作为环境因子建立的模型4能较好地拟合出阿根廷滑柔鱼资源丰度变动趋势，与2016年真实值相比，相对误差为7%，该模型可较好地作为阿根廷滑柔鱼资源丰度的预测模型。相反，包含6月和7月SST的模型1效果优于不包含6月SST的模型2或不包含7月SST的模型3，拟合得到的2016年的数据与真实值相比，相对误差分别为128%和289%，这说明6月和7月是西南大西洋阿根廷滑柔鱼的主要产卵月份。
2019, 41(4): 74-82.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.007
摘要:
近年来，稳定同位素技术已被广泛应用于食物网研究中。然而，生物样品取样部位对食物网构建的影响的研究相对少见。大型底栖动物作为潮间带食物网的重要组成部分，在食物网研究中有必要对其采样部位进行统一，以增加研究结果的准确性及可比较性。本研究选取黄河三角洲和烟台潮间带10种代表性的大型底栖动物，比较δ13C和δ15N在不同采样部位中的差异。结果显示，对于大多数底栖动物而言，采样部位将直接影响到δ13C和δ15N的测定结果。当底栖动物作为摄食者，需分析其食性和营养级时，应统一采用肌肉组织，如贝类的闭壳肌或足部肌肉，蟹类的鳌足肌肉，鱼类的背部肌肉；当底栖动物作为被摄食者，需分析次级消费者的食性和营养级时，除多毛类采用去除消化道内容物的体壁外，其他种类应选取整体（难以被消化的组织除外），如贝类的软体部，蟹类肌肉与鳃等的混合组织。
近年来，稳定同位素技术已被广泛应用于食物网研究中。然而，生物样品取样部位对食物网构建的影响的研究相对少见。大型底栖动物作为潮间带食物网的重要组成部分，在食物网研究中有必要对其采样部位进行统一，以增加研究结果的准确性及可比较性。本研究选取黄河三角洲和烟台潮间带10种代表性的大型底栖动物，比较δ13C和δ15N在不同采样部位中的差异。结果显示，对于大多数底栖动物而言，采样部位将直接影响到δ13C和δ15N的测定结果。当底栖动物作为摄食者，需分析其食性和营养级时，应统一采用肌肉组织，如贝类的闭壳肌或足部肌肉，蟹类的鳌足肌肉，鱼类的背部肌肉；当底栖动物作为被摄食者，需分析次级消费者的食性和营养级时，除多毛类采用去除消化道内容物的体壁外，其他种类应选取整体（难以被消化的组织除外），如贝类的软体部，蟹类肌肉与鳃等的混合组织。
2019, 41(4): 83-93.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.008
摘要:
本文基于2015年11月（秋季）和2016年5月（春季）在舟山近岸海域开展80个站位的渔业资源调查所获得的甲壳类资料，将调查海域划分为10个区域，并随机分层抽样选取20个站位进行分析。运用生态位测定、典范对应分析（CCA）、方差比率（VR）、卡方检验、联结系数、种对共同出现百分比、点相关系数等方法进行研究。结果表明：研究海域主要甲壳动物共19种，其中优势种3种，重要种6种。通过生态位宽度聚类分析可将主要甲壳类划分成3类，包括广生态位种、中生态位种和狭生态位种。生态位重叠值区间为[0，0.96]，表明物种对资源利用的相似性差异较大，部分甲壳动物存在资源利用性竞争。CCA排序显示，该海域甲壳类受环境因子中盐度、温度以及叶绿素a影响较大。VR值为4.40大于1，统计量W值为87.91超出置信区间（10.85，31.41），得出甲壳类动物群落总体呈显著正相关，卡方检验显示有61个种对的联结性显著（x2 ≥ 3.841），联结系数（AC）、共同出现百分比（PC）以及点相关系数（Ф）表明种间联结性较强，总体趋于正相关。
本文基于2015年11月（秋季）和2016年5月（春季）在舟山近岸海域开展80个站位的渔业资源调查所获得的甲壳类资料，将调查海域划分为10个区域，并随机分层抽样选取20个站位进行分析。运用生态位测定、典范对应分析（CCA）、方差比率（VR）、卡方检验、联结系数、种对共同出现百分比、点相关系数等方法进行研究。结果表明：研究海域主要甲壳动物共19种，其中优势种3种，重要种6种。通过生态位宽度聚类分析可将主要甲壳类划分成3类，包括广生态位种、中生态位种和狭生态位种。生态位重叠值区间为[0，0.96]，表明物种对资源利用的相似性差异较大，部分甲壳动物存在资源利用性竞争。CCA排序显示，该海域甲壳类受环境因子中盐度、温度以及叶绿素a影响较大。VR值为4.40大于1，统计量W值为87.91超出置信区间（10.85，31.41），得出甲壳类动物群落总体呈显著正相关，卡方检验显示有61个种对的联结性显著（x2 ≥ 3.841），联结系数（AC）、共同出现百分比（PC）以及点相关系数（Ф）表明种间联结性较强，总体趋于正相关。
2019, 41(4): 94-108.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.009
摘要:
为探讨环境因素对异养细菌丰度的影响，2016年9月至2017年8月通过月度航次调查对北部湾北部海域异养细菌丰度的时空分布特征进行了系统研究。结果表明，调查海区异养细菌丰度介于（2.75~56.86）×105 cell/mL，平均值为（11.01±6.31）×105 cell/mL。各季节细菌丰度从高至低依次为：夏季、春季、冬季、秋季。异养细菌丰度由近岸海域向西南深水区方向逐渐降低，在近岸浅水区垂直分布均匀，在水深大于20 m的海区出现季节性分层现象：表层细菌丰度较高，底层细菌丰度较低。主成分分析显示温度对异养细菌时空分布有重要影响，秋、冬季异养细菌丰度与温度呈显著负相关，在春、夏季呈显著正相关。细菌丰度与盐度呈显著负相关，说明海水盐度变化是细菌时空分布重要影响因素。异养细菌丰度与叶绿素a和溶解氧含量呈显著正相关，表明浮游植物初级生产过程影响了异养细菌的时空分布。在秋、冬和春3季异养细菌丰度与营养盐水平呈显著负相关，二者关系受浮游植物生物量间接影响。异养细菌时空分布差异取决于环境条件的变化，温度、盐度、叶绿素a和溶解氧含量是影响异养细菌丰度分布的主要因素。
为探讨环境因素对异养细菌丰度的影响，2016年9月至2017年8月通过月度航次调查对北部湾北部海域异养细菌丰度的时空分布特征进行了系统研究。结果表明，调查海区异养细菌丰度介于（2.75~56.86）×105 cell/mL，平均值为（11.01±6.31）×105 cell/mL。各季节细菌丰度从高至低依次为：夏季、春季、冬季、秋季。异养细菌丰度由近岸海域向西南深水区方向逐渐降低，在近岸浅水区垂直分布均匀，在水深大于20 m的海区出现季节性分层现象：表层细菌丰度较高，底层细菌丰度较低。主成分分析显示温度对异养细菌时空分布有重要影响，秋、冬季异养细菌丰度与温度呈显著负相关，在春、夏季呈显著正相关。细菌丰度与盐度呈显著负相关，说明海水盐度变化是细菌时空分布重要影响因素。异养细菌丰度与叶绿素a和溶解氧含量呈显著正相关，表明浮游植物初级生产过程影响了异养细菌的时空分布。在秋、冬和春3季异养细菌丰度与营养盐水平呈显著负相关，二者关系受浮游植物生物量间接影响。异养细菌时空分布差异取决于环境条件的变化，温度、盐度、叶绿素a和溶解氧含量是影响异养细菌丰度分布的主要因素。
2019, 41(4): 109-118.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.010
摘要:
为确定海马齿生长的相关参数，对海马齿进行了室内水培实验，连续监测海马齿生长及生态因子状况。考虑营养盐循环，基于一级衰减模式构建海马齿生长模型。使用基于单纯形实验设计的Morris法进行全局定性灵敏度分析发现，对所有状态变量均敏感的参数为氨氮硝化率和有机氮矿化常数，表明所构建模型主要由氮的循环系统所支配；最适光照是对海马齿生长最为灵敏的参数，光照是影响海马齿生长的最主要生态因子。以各状态变量的最大均方误差为代价函数，使用模拟退火算法对模型参数进行优化及确定，选取多指标对模型进行评估。结果表明，模拟值可以很好地拟合实测值，最大平均绝对百分误差为5.023%；对参数分析发现，海马齿对硝酸盐氮的吸收具有一定的偏向性，对磷具有较高的耐受性；海马齿生长速率较快，具有一定的开发前景。
为确定海马齿生长的相关参数，对海马齿进行了室内水培实验，连续监测海马齿生长及生态因子状况。考虑营养盐循环，基于一级衰减模式构建海马齿生长模型。使用基于单纯形实验设计的Morris法进行全局定性灵敏度分析发现，对所有状态变量均敏感的参数为氨氮硝化率和有机氮矿化常数，表明所构建模型主要由氮的循环系统所支配；最适光照是对海马齿生长最为灵敏的参数，光照是影响海马齿生长的最主要生态因子。以各状态变量的最大均方误差为代价函数，使用模拟退火算法对模型参数进行优化及确定，选取多指标对模型进行评估。结果表明，模拟值可以很好地拟合实测值，最大平均绝对百分误差为5.023%；对参数分析发现，海马齿对硝酸盐氮的吸收具有一定的偏向性，对磷具有较高的耐受性；海马齿生长速率较快，具有一定的开发前景。
2019, 41(4): 119-130.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.011
摘要:
三都澳是中国重要的海水养殖海湾，在水产养殖中占有较高的经济地位。快速准确地获取养殖区的分布范围、数量以及面积等信息，对养殖区规划、产值估计、生态调查、风暴潮灾害预防等具有重要的意义。然而，随着养殖区域的扩大，海水背景状态愈发复杂多样，光谱特征差异较大，为养殖区提取带来困难。在本实验中，利用高分辨率遥感卫星GF-2图像，引入深度学习RCF（Richer Convolutional Features）网络模型对海湾内的筏式养殖区进行了提取。结果显示：该方法无需事先对区域进行水陆分离处理，且对水中泥沙较多的区域以及海浪较大的区域有很好的提取效果，提取精度达93%以上，适合进行大规模海水养殖区提取应用。
三都澳是中国重要的海水养殖海湾，在水产养殖中占有较高的经济地位。快速准确地获取养殖区的分布范围、数量以及面积等信息，对养殖区规划、产值估计、生态调查、风暴潮灾害预防等具有重要的意义。然而，随着养殖区域的扩大，海水背景状态愈发复杂多样，光谱特征差异较大，为养殖区提取带来困难。在本实验中，利用高分辨率遥感卫星GF-2图像，引入深度学习RCF（Richer Convolutional Features）网络模型对海湾内的筏式养殖区进行了提取。结果显示：该方法无需事先对区域进行水陆分离处理，且对水中泥沙较多的区域以及海浪较大的区域有很好的提取效果，提取精度达93%以上，适合进行大规模海水养殖区提取应用。
2019, 41(4): 131-144.
doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2019.04.012
摘要:
由于受到云雾的影响，可见光影像能够高效用于绿潮检测的数据源较为有限，特别是云覆盖较为严重的可见光影像，基本无法用于检测绿潮。即使影像数据是在薄云、薄雾、无云覆盖的情况下获取的，由于其光谱反射值存在较大差异，依然很难采用同一阈值进行绿潮检测。基于此，为了提高可见光影像的利用率，实现不同云覆盖情况下，绿潮的高精度自适应阈值的自动检测，本文以GF-1影像为数据源，首先采用K-means聚类和C4.5决策树方法实现影像云覆盖情况的自动识别；其次，选取大量不同云覆盖情况下子图像样本（每个子图像样本中均包含绿潮和海水两类），分析得出不同云覆盖情况下绿潮和海水的区分阈值y与影像光谱差x=bandnir-bandred之间所具有的线性关系；然后，利用分析得出的线性关系提出一种适用于GF-1影像的绿潮分区自适应阈值自动检测方法。最后，为验证提出方法的有效性，分别采用NDVI方法、EVI方法和本文提出的自适应阈值自动检测方法进行绿潮提取实验。实验结果表明，对于GF-1卫星遥感数据，本文提出的绿潮自适应阈值分区自动检测方法明显优于传统的NDVI和EVI检测方法，不仅提高了绿潮的监测精度，而且实现了绿潮提取的全自动化。
由于受到云雾的影响，可见光影像能够高效用于绿潮检测的数据源较为有限，特别是云覆盖较为严重的可见光影像，基本无法用于检测绿潮。即使影像数据是在薄云、薄雾、无云覆盖的情况下获取的，由于其光谱反射值存在较大差异，依然很难采用同一阈值进行绿潮检测。基于此，为了提高可见光影像的利用率，实现不同云覆盖情况下，绿潮的高精度自适应阈值的自动检测，本文以GF-1影像为数据源，首先采用K-means聚类和C4.5决策树方法实现影像云覆盖情况的自动识别；其次，选取大量不同云覆盖情况下子图像样本（每个子图像样本中均包含绿潮和海水两类），分析得出不同云覆盖情况下绿潮和海水的区分阈值y与影像光谱差x=bandnir-bandred之间所具有的线性关系；然后，利用分析得出的线性关系提出一种适用于GF-1影像的绿潮分区自适应阈值自动检测方法。最后，为验证提出方法的有效性，分别采用NDVI方法、EVI方法和本文提出的自适应阈值自动检测方法进行绿潮提取实验。实验结果表明，对于GF-1卫星遥感数据，本文提出的绿潮自适应阈值分区自动检测方法明显优于传统的NDVI和EVI检测方法，不仅提高了绿潮的监测精度，而且实现了绿潮提取的全自动化。
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