您的位置 : 首页 > 全球地表覆盖变化监测动态 > 水资源 > 全球动态 > 正文
浅海水域遥感应用——50年回顾和未来方向
文章来源:自然资源部国土卫星遥感应用中心 时间:2020-06-17
过去几十年,技术进步扩大了在绘制浅海水底栖生物栖息地和水深测量中遥感技术的应用范围。另一方面,浅海水域遥感的需求也推动了仪器的发展。本文针对一篇水遥感测量的论文进行了提炼。
该文献结论之一说明了从热带到亚北极地区以及从咸水到淡水的浅海水域主要生物群的光谱特征都是一致的。浅海底栖生境制图和水深测量的基本限制因素是水分子对光的吸收。但是,水分子的光谱吸收是水深推导的关键。粒子引起的反向散射以及溶解有机物的吸收都是混杂因素。结合使用海底特征的光谱和纹理特征以及我们对这些特征的了解,现在已经能够应用遥感技术绘制大型海岸系统的栖息地地图。该文认为光学浅海水遥感已基本达到了使不同终端用户(包括国际海事组织)接受卫星遥感获取的水深和底栖生境图的水平,并经常用于生态研究、监测和沿海环境管理。
该文将浅海水域遥感测量技术和应用分析的几个发展方向可归纳为:
一是扩大卫星衍生测深法(Satellite Derived Bathymetry,SDB)的使用。利用实地调查很难获得世界所有沿海地区高频次的水域深度图。高空间分辨率卫星星座已经提供了大量高时间分辨率的数据。因此,预计在不久的将来卫星衍生测深法(SDB)的使用将不断扩大。但将SDB的产品纳入国际海道测量组织(IHO)的标准带来的挑战,也会使水文界对SDB的接受受到阻碍。
二是频繁使用免费中分辨率数据。利用遥感手段绘制沿海和内陆水域的水深和/或水底类型通常是一次性的个案研究,因为获取具有高时间频率的高分辨率图像成本高昂。免费的中分辨率数据(如10 米分辨率的Sentinel-2 MSI图像)的频繁可用,为绘制以前不可能实现的底栖生物栖息地提供了新的可能性。
三是发射具有极高空间分辨率(<5m)的小卫星星座。这将进一步增加从简单制图研究转向过程研究和近实时监测的机会,其数据更容易获得,因为它可以租用而不是购买整景。
四是应制定更广泛意义上的底栖生物多样性指数,而不仅仅是描述少数关键物种的存在或缺失。
五是对底栖生境在碳循环中的作用进行适当解释。全球气候观测系统已将海洋生境特性定义为54个关键气候变量(ECVs)之一。珊瑚礁和海草床位列ECV产品之中。
六是浅海水域遥感方法也可拓展于深水和实验室研究。近年来,高光谱光学影像在水产研究中的应用越来越广泛。例如,高光谱成像仪已被用于绘制深海底栖动物栖息地的地图,实验室或现场采集的亚毫米级图像可用于研究水生动植物的生理学。
七是被动光学遥感方法将进一步扩大广泛的应用范围。
原文来源:
原文作者:Tiit Kutser; John Hedley; Claudia Giardino; Chris Roelfsema; Vittorio E. Brando
翻译与综合:吕姗姗
核校与编辑:董丽娜