海洋遥感监测技术-大连海事大学海洋环境监测技术课件
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海洋水色遥感 海洋遥感PPT课件
2021/6/17
第28页/共63页
5.4 海洋水色要素浓度反演
（1）叶绿素浓度反演
a.代数法（基于模型的解析算法）
浮游植物色素浓度C的反演：
利用吸收系数：
a( ) aw ( ) f1 ( ) exp( f 2 ( )) C
利用衰减系数：
b( 500 nm) 0.3C 0.62
4.海洋水色遥感的几个基本概念
a. 海洋水体分类
根据Morel等提出的双向分类法，可分为：
- Ⅰ类水体：光学特性主要由浮游植物及其分解物决定；
- Ⅱ类水体：光学特性除了与浮游植物及其分解物有关外，
还由悬浮物、黄色物质决定，其水色由水体的各成分以非
线性方式来影响。
2021/6/17
第8页/共63页
5.1 概述
综合以上诸式可得：
※遥感反射率：
2021/6/17
r
E d ( ,0 )
Eu ( ,0 ) Q Lu ( ,0 )
Lw
L
(
,
0
)
u
Eu ( ,0 )
R
ti REd ( ,0 ) ti (1 ) R
Lw ( , v )
E0 ( ) cos st ( , s )
常用的经验关系：蓝绿比值经验算法
C A(
Lw (i ) B
)
Lw ( j )
log C log A B log(
Lw (i )
)
Lw ( j )
利用水体随着叶绿素浓度的增大，离水辐射度光谱峰从
蓝波段向绿波段偏移的机理而提出蓝绿比值经验算法。
4-5【海洋监测技术】水温和盐度-大连海事大学海洋环境监测技术课件
在一个标准大气压下的电导比（R15），从而得到了盐度-氯度
的新的关系式和盐度-相对电导率的关系式，又称为1969年电 导盐度定义： S‰=0.030+1.8050Cl‰ S‰=0.08996+28.29720R15+12.80832R152-
10.67869R153+5.98624R154-1.32311R155
4.3 气候模式
气候模式已经成为研究人员更好地认识海洋温度变
化可信赖的研究工具。学者们用13个数值气候模式开展 的研究表明，模式和观测得到的变率的明显差异，可以 用观测覆盖和仪器以及火山效应加以解释。
图 NASA的Aqua卫星上搭载的日本国家空间开 发局的 AMSR-E 传感器在2003年8月27日给出 的全球海表面温度。
i 0
s
i/2 b i RT
式中第二项为温度修订项，系数a与公式中的相同，系数b分别为：
b0=0.0005，b1=-0.0056，b2=-0.0066，b3=-0.0375，b4=-0.0636， b5=-0.0144，
b i =-0.0000.,K=0.0162(-2℃≤T≤35℃)
5.2 盐度的测量
物理方法：分为比重法、折射法、电导法三种。
• 比重法测量：即一个大气压下，单位体积海水的重量与同温
度同体积蒸馏水的重量之比。由于海水比重和海水密度密切相 关，而海水密度又取决于温度和盐度，所以比重计的实质是： 从比重求密度，再根据密度、温度求盐度。 • 折射率法是通过测量水质的折射率来确定盐度。
上两种方法误差较大、准确度不高、操作复杂、不利于仪器配
表层指海表面以下1m以内水层。
底层规定如下：水深不足50m时，底层为离底2m的水层；
海洋遥感监测技术
后在海岸带与滩涂资源调查、海洋环境监测、海
冰观测、海洋气象预报、海洋渔场分析、大尺度
海洋现象研究和基础理论工作中进行了遥感技术 的试验。 其中台风跟踪、海冰遥感和海洋环境污染航 空遥感监测已进入实用阶段。
通过卫星遥感获得数据 , 再结合海洋水温
水深、海流、海底地形、盐度、溶解氧等海洋
要素的电磁波特性，可以对海底地形、海洋水
海洋卫星遥感与常规海洋调查手段相比的优点： 1）不受地理位置、天气和人为条件的限制，可以覆盖地理 位置偏远、环境条件恶劣的海区及由于政治原因不能直接去 进行常规调查的海区。卫星遥感是全天时的，其中微波遥感 是全天候的。 2）卫星遥感能提供大面积的海面图像，每个像幅的覆盖面 积达上千平方公里，对海洋资源普查、大面积测绘制图及污
光和近红外的光谱信息来提取海洋的
叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质以及其 它污染物质等水色因子，为海洋环境 监测与海洋资源开发服务。
2. 遥感技术分类
遥感按常用的电磁谱段不同分为可见光遥感、 红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。
根据使用的遥感平台不同，遥感通常分为航天 遥感、航空遥感和卫星遥感。
航空遥感：泛指从飞机、气球、飞艇等空中平台对地面 感测的遥感技术系统。 航天遥感：利用各种空间飞行器为平台的遥感技术系统。 它以地球人造卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和空 间站等。 卫星遥感：用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。
术。
海洋不断地向周围辐射电磁波能量，同时，
海面还会反射（或散射）太阳和人造辐射源（如
雷达）照射其上的电磁波能量，利用专门设计的
传感器，把这些能量接收、记录下来，再经过传 输、加工和处理，就可以得到海洋的图象或数据 资料。
常规的海洋观测手段时空尺度有局
冰观测、海洋气象预报、海洋渔场分析、大尺度
海洋现象研究和基础理论工作中进行了遥感技术 的试验。 其中台风跟踪、海冰遥感和海洋环境污染航 空遥感监测已进入实用阶段。
通过卫星遥感获得数据 , 再结合海洋水温
水深、海流、海底地形、盐度、溶解氧等海洋
要素的电磁波特性，可以对海底地形、海洋水
海洋卫星遥感与常规海洋调查手段相比的优点： 1）不受地理位置、天气和人为条件的限制，可以覆盖地理 位置偏远、环境条件恶劣的海区及由于政治原因不能直接去 进行常规调查的海区。卫星遥感是全天时的，其中微波遥感 是全天候的。 2）卫星遥感能提供大面积的海面图像，每个像幅的覆盖面 积达上千平方公里，对海洋资源普查、大面积测绘制图及污
光和近红外的光谱信息来提取海洋的
叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质以及其 它污染物质等水色因子，为海洋环境 监测与海洋资源开发服务。
2. 遥感技术分类
遥感按常用的电磁谱段不同分为可见光遥感、 红外遥感、多谱段遥感、紫外遥感和微波遥感。
根据使用的遥感平台不同，遥感通常分为航天 遥感、航空遥感和卫星遥感。
航空遥感：泛指从飞机、气球、飞艇等空中平台对地面 感测的遥感技术系统。 航天遥感：利用各种空间飞行器为平台的遥感技术系统。 它以地球人造卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和空 间站等。 卫星遥感：用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。
术。
海洋不断地向周围辐射电磁波能量，同时，
海面还会反射（或散射）太阳和人造辐射源（如
雷达）照射其上的电磁波能量，利用专门设计的
传感器，把这些能量接收、记录下来，再经过传 输、加工和处理，就可以得到海洋的图象或数据 资料。
常规的海洋观测手段时空尺度有局
海洋监测技术ppt课件
海洋监测项目与分析技术方法
1
2.1 海区监测项目与分析方法
• 水文气象 水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简 易天气现象、水温、水、水色、透明度、海况。
2
水温
温度反映海水热状况的物理量。海洋水温变化-2℃—30℃之间。 海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一，常作为研究水团性 质，描述水团运动的基本指标。研究海水温度的时空分布及变化规 律，不仅是海洋学的重要内容，而且对气象、航海、捕捞业和水声 等学科也很重要。
8
表2.2 海洋沉积物监测项目与分析方法
序号 1 2 3 4 5 项目 总汞 铜 铅 镉 六六六 分析方法 冷原子吸收法 原子吸收法 原子吸收法 原子吸收法 气相色谱法
6
7 8 9 10 11
DDT
多氯联苯 油类 有机质 硫化物 粒度
气相色谱法
气相色谱法 紫外分光光度法、荧光分光 光度法 重铬酸钾氧化-还原容量法 碘量法 粒度计法、沉积法、筛析法
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 项目 pH值 盐度 溶解氧 化学需氧量 活性磷酸盐 亚硝酸盐-氮 硝酸盐-氮 铵-氮 总汞 铜 铅 镉 油类 多氯联苯 悬浮物 砷 总有机碳 叶绿素a 类大肠菌群与异养群 有毒藻类 总磷 其他难降解有机化合物 分析方法 pH计法 盐度计法 碘量分析法 碱性高锰酸钾法 磷钼盐分光光度法 盐酸萘乙二胺比色法 镉柱还原比色法或锌镉还原法 靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂比色法 冷原子吸收法 原子吸法、极谱法 原子吸法、极谱法 原子吸法、极谱法 紫外分光光度法、荧光分光光度法 气相色谱法 重量法 无火焰原子吸收分光光度法 过硫酸钾氧化法、总有机碳测定仪法 荧光分光光度法 发酵法 显微镜形态鉴定直接计数法 过硫酸钾氧化法 色-质谱联用法
1
2.1 海区监测项目与分析方法
• 水文气象 水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简 易天气现象、水温、水、水色、透明度、海况。
2
水温
温度反映海水热状况的物理量。海洋水温变化-2℃—30℃之间。 海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一，常作为研究水团性 质，描述水团运动的基本指标。研究海水温度的时空分布及变化规 律，不仅是海洋学的重要内容，而且对气象、航海、捕捞业和水声 等学科也很重要。
8
表2.2 海洋沉积物监测项目与分析方法
序号 1 2 3 4 5 项目 总汞 铜 铅 镉 六六六 分析方法 冷原子吸收法 原子吸收法 原子吸收法 原子吸收法 气相色谱法
6
7 8 9 10 11
DDT
多氯联苯 油类 有机质 硫化物 粒度
气相色谱法
气相色谱法 紫外分光光度法、荧光分光 光度法 重铬酸钾氧化-还原容量法 碘量法 粒度计法、沉积法、筛析法
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 项目 pH值 盐度 溶解氧 化学需氧量 活性磷酸盐 亚硝酸盐-氮 硝酸盐-氮 铵-氮 总汞 铜 铅 镉 油类 多氯联苯 悬浮物 砷 总有机碳 叶绿素a 类大肠菌群与异养群 有毒藻类 总磷 其他难降解有机化合物 分析方法 pH计法 盐度计法 碘量分析法 碱性高锰酸钾法 磷钼盐分光光度法 盐酸萘乙二胺比色法 镉柱还原比色法或锌镉还原法 靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂比色法 冷原子吸收法 原子吸法、极谱法 原子吸法、极谱法 原子吸法、极谱法 紫外分光光度法、荧光分光光度法 气相色谱法 重量法 无火焰原子吸收分光光度法 过硫酸钾氧化法、总有机碳测定仪法 荧光分光光度法 发酵法 显微镜形态鉴定直接计数法 过硫酸钾氧化法 色-质谱联用法
海洋环境监测体系与方法ppt课件
现场勘察.污染源及历史调查
工业污染源调查
水体污级染调查
生物学调查
监测项目确立与方法的设计的确立
制定监测方法
水样底质等的采集、保存和预处理
海洋污染物的监测
10
（1）现场勘查与和污染调查
1.工业污染源调查
（1）工矿、企业的自然条件。 （2）生产原料及产品种、性质等 （3）污染历史与治理状况； （4）污染物的种类，性质及排污量。
透明度 溶解氧 化学需氧量 pH值 氨氮 硝酸盐
亚硝酸盐
活性磷酸盐
硅酸盐 汞（Hg）
目视法
碘量法
碱性高锰酸钾法
pH计法 次溴酸盐氧化法 镉柱法或锌镉还
原法 盐酸萘乙二胺分
光光度法 磷钼蓝分光光度
法 硅钼黄法
原子荧光光度法
GB17387.4 GB17387.4 GB17387.4 GB17387.4 GB17387.4 GB17387.4
风速风向仪 测定法
GB
12763.2—91
测深仪法 或 测 深 绳 GB12763.2—91 风向 法
风速风向仪 测定法
GB
12763.2—91
目视法 GB17378.41998 气温
干湿球温度 计测定法
GB 12763.3—91
目视法 GB 12763.2—91 气压
空盒气压表 测定法
GB
12763.3—91
（北深圳市、赣州市、汕头市、惠州市、东莞市、广州市、中山 市、珠海市、江门市、阳江市、广州省茂名市、湛江市）海洋与
渔业环境监测中心
区
广西海洋监测预报
中心
（北海市、钦州市、防城港市）海洋环境监测预测中心
海南省海洋监测预报
海洋环境监测技术海洋监测技术方法ppt课件
在进行监测资料分析时，可采用多元回归、多因子相关 分析和模糊聚类评价等方法。
15
2.5 海洋环境质量评价 2.5.1 海洋环境质量评价的内容
由于评价目的和要求的不同、评价的区域环境条件和主要环 境问题的差异，海洋环境质量评价的内容也不相同。一般说来， 海洋环境质量评价工作的基本内容应包括以下几点： （1）污染源的调查与评价。找出主要污染源和主要污染物，污 染物排放方式、途径、特点和规律，为海洋环境质量现状评价 提供科学依据。 （2）海洋环境现状评价。确定海洋环境污染的现状、污染程序、 污染物的时空变化规律。
示为：
PI
1 n
n i1
PI ij
j
① 加权平均型
PI j
1 n
n i1
Wi PI ij
式中：Wi：第i种污染物的权值
21
① 向量模（平方和平方根）型
n
PI j
PIi2j
i1
当PIij>1时， PIij2越大；当PIij<1时， PIij2越小，故可突出 大于1的各项污染指数的影响。
①
① 幂指数型
2 海洋监测项目与分析技术方法
1
2.1 海区监测项目与分析方法
2.1.1水文气象 水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简易天气现 象、水温、水深、水色、透明度、海况。
2.1.2 水质监测项目与分析方法 水质监测项目包括pH值、无机物和有机物等。主要分析
项目和分析方法见表2.1。 2.1.3 海洋沉积物监测项目及分析技术方法
18
（3）确定评价参数生物权系数。因各评价参数对海洋环境 质量的影响，对生物和人体健康的危害并不等同，不同的 评价参数可赋予不同的权系数。确定权系数的计算方法有 特尔非法、模糊数学法和序列综合法。 （4）环境质量评价数学模式的建立。根据单元污染状况， 运用适当的计算方法，建立完善的、科学的反映环境质量 状况的数学模式。 （5）环境质量的分析，在采用环境质量评价方法时，一般 按计算数值大小划分几个范围或级别来表示其质量的优劣。
15
2.5 海洋环境质量评价 2.5.1 海洋环境质量评价的内容
由于评价目的和要求的不同、评价的区域环境条件和主要环 境问题的差异，海洋环境质量评价的内容也不相同。一般说来， 海洋环境质量评价工作的基本内容应包括以下几点： （1）污染源的调查与评价。找出主要污染源和主要污染物，污 染物排放方式、途径、特点和规律，为海洋环境质量现状评价 提供科学依据。 （2）海洋环境现状评价。确定海洋环境污染的现状、污染程序、 污染物的时空变化规律。
示为：
PI
1 n
n i1
PI ij
j
① 加权平均型
PI j
1 n
n i1
Wi PI ij
式中：Wi：第i种污染物的权值
21
① 向量模（平方和平方根）型
n
PI j
PIi2j
i1
当PIij>1时， PIij2越大；当PIij<1时， PIij2越小，故可突出 大于1的各项污染指数的影响。
①
① 幂指数型
2 海洋监测项目与分析技术方法
1
2.1 海区监测项目与分析方法
2.1.1水文气象 水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简易天气现 象、水温、水深、水色、透明度、海况。
2.1.2 水质监测项目与分析方法 水质监测项目包括pH值、无机物和有机物等。主要分析
项目和分析方法见表2.1。 2.1.3 海洋沉积物监测项目及分析技术方法
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（3）确定评价参数生物权系数。因各评价参数对海洋环境 质量的影响，对生物和人体健康的危害并不等同，不同的 评价参数可赋予不同的权系数。确定权系数的计算方法有 特尔非法、模糊数学法和序列综合法。 （4）环境质量评价数学模式的建立。根据单元污染状况， 运用适当的计算方法，建立完善的、科学的反映环境质量 状况的数学模式。 （5）环境质量的分析，在采用环境质量评价方法时，一般 按计算数值大小划分几个范围或级别来表示其质量的优劣。
海洋环境监测的内容和方法PPT课件
４、定点监测 fixed-point monitoring
在固定站点进行常年更短周期的观测。其中包括在岸（岛）边设一固定 采样点，或在固定站附近小范围海区布设若干采样点两种形式观测。
５、应急监测 emergency monitoring 在海上发生有毒有害物质泄放或赤潮等灾害紧急事件时，组织反应快速 的现场观测，或在其附近固定站临时增加的针对性观测。
六、海洋环境监测的分类 *
包括海洋污染监测和海洋环境要素监测。前者包括近岸海域污染监测、污染 源监测、海洋倾废区监测、海洋油污染监测、自 然保护区监测，后者主 要指海洋水文气象要素、生物要素、化学要素和地质要素。
七、海洋环境监测的原则
1、监测对象的选择：毒性大、持久性强、生物富集性高、危害 严重、影响 范围大的污染物。
5、计划的执行 （1）计划经批准后,必须严格执行。若需变动时,要经主管部门批准。 （2）作业中有关航行安全，在制定计划时应予充分考虑。一般在执行任务中，不得 以航行安全为由而任意弃站。遇恶劣天气未能作业的测站应尽可能补齐。 （3）应急监测计划不宜过细，项目负责人或首席科学家在现场有权根据实际情况对 计划进行修改和补充。 （4）常规监测中，发现重要海洋现象或海损事件，技术负责人有权决定跟踪探索， 但必须同时上报主管部门。
五、海洋环境监测的任务***
1、掌握主要污染物的入海量及海洋环境质量； 2、检验海洋环保政策与防治措施的效果； 3、研究、验证污染物转移、扩散模式，预测新增污染物和二次污染对海 洋环境的影响；
4、监控可能发生的主要环境与生态问题，为早期预警提供依据； 5、维护国家权益，进行海洋权益监测； 6、为维护人类健康、维护生态平衡和合理开发利用海洋资源服务。
3、海上作业
（1）项目负责人或首席科学家负责同船长协调海上作业与船舶航行的关系。在 保证安全的前提下，航行应满足监测作业的需要。
在固定站点进行常年更短周期的观测。其中包括在岸（岛）边设一固定 采样点，或在固定站附近小范围海区布设若干采样点两种形式观测。
５、应急监测 emergency monitoring 在海上发生有毒有害物质泄放或赤潮等灾害紧急事件时，组织反应快速 的现场观测，或在其附近固定站临时增加的针对性观测。
六、海洋环境监测的分类 *
包括海洋污染监测和海洋环境要素监测。前者包括近岸海域污染监测、污染 源监测、海洋倾废区监测、海洋油污染监测、自 然保护区监测，后者主 要指海洋水文气象要素、生物要素、化学要素和地质要素。
七、海洋环境监测的原则
1、监测对象的选择：毒性大、持久性强、生物富集性高、危害 严重、影响 范围大的污染物。
5、计划的执行 （1）计划经批准后,必须严格执行。若需变动时,要经主管部门批准。 （2）作业中有关航行安全，在制定计划时应予充分考虑。一般在执行任务中，不得 以航行安全为由而任意弃站。遇恶劣天气未能作业的测站应尽可能补齐。 （3）应急监测计划不宜过细，项目负责人或首席科学家在现场有权根据实际情况对 计划进行修改和补充。 （4）常规监测中，发现重要海洋现象或海损事件，技术负责人有权决定跟踪探索， 但必须同时上报主管部门。
五、海洋环境监测的任务***
1、掌握主要污染物的入海量及海洋环境质量； 2、检验海洋环保政策与防治措施的效果； 3、研究、验证污染物转移、扩散模式，预测新增污染物和二次污染对海 洋环境的影响；
4、监控可能发生的主要环境与生态问题，为早期预警提供依据； 5、维护国家权益，进行海洋权益监测； 6、为维护人类健康、维护生态平衡和合理开发利用海洋资源服务。
3、海上作业
（1）项目负责人或首席科学家负责同船长协调海上作业与船舶航行的关系。在 保证安全的前提下，航行应满足监测作业的需要。
海洋环境监测技术ppt课件生态监测
叶绿素a、初级生产力、次级生产力
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（2）优先监测指标 选择方法相对简便，易于推广，对生态环境变化反应相对灵敏， 具有直观性和良好显示度，或者虽相对稳定，但能较好地反映 生态环境变化趋势，以及研究基础较好，便于分析和评价生态 环境状况的指标作为各生态监测站的优先监测指标。
澳大利亚塔斯马尼亚岛海滩，大批鲸鱼集 体搁浅
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
目前对生态监测都强调以下几点：第一，将生态学的原理作 为生态监测的理论基础；第二，监测的对象是生态系统，或者 从广义上来说是生物圈；第三，监测的内容不只局限于环境污 染物的浓度，而着重于人类的各种涉及生态系统所产生的整 体影响和变化。
底栖动物群落 生物量、种类数、优势种及优势度、种类
生物生
丰度
态指标 潮间带生物群落 生物量、种类数、优势种及优势度
微生物
渔业资源 生产力
异样细菌总数、异样细菌属组成、 石油 烃分解细菌数/异样细菌数、弧菌数/异样 细菌数、化能无机菌数/异常细菌数、大 肠杆菌群数、粪大肠杆菌群数
渔获总量、渔获物种类、渔获鱼类年龄组 成、增养殖种类的存活率、肥满度
表8-1
海洋生态监测指标体系
指标系列 指标组
指标
常规水质 pH、悬浮物、总有机碳、浊度、溶解氧、 化学需氧量、生化需氧量
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
（2）优先监测指标 选择方法相对简便，易于推广，对生态环境变化反应相对灵敏， 具有直观性和良好显示度，或者虽相对稳定，但能较好地反映 生态环境变化趋势，以及研究基础较好，便于分析和评价生态 环境状况的指标作为各生态监测站的优先监测指标。
澳大利亚塔斯马尼亚岛海滩，大批鲸鱼集 体搁浅
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
目前对生态监测都强调以下几点：第一，将生态学的原理作 为生态监测的理论基础；第二，监测的对象是生态系统，或者 从广义上来说是生物圈；第三，监测的内容不只局限于环境污 染物的浓度，而着重于人类的各种涉及生态系统所产生的整 体影响和变化。
底栖动物群落 生物量、种类数、优势种及优势度、种类
生物生
丰度
态指标 潮间带生物群落 生物量、种类数、优势种及优势度
微生物
渔业资源 生产力
异样细菌总数、异样细菌属组成、 石油 烃分解细菌数/异样细菌数、弧菌数/异样 细菌数、化能无机菌数/异常细菌数、大 肠杆菌群数、粪大肠杆菌群数
渔获总量、渔获物种类、渔获鱼类年龄组 成、增养殖种类的存活率、肥满度
表8-1
海洋生态监测指标体系
指标系列 指标组
指标
常规水质 pH、悬浮物、总有机碳、浊度、溶解氧、 化学需氧量、生化需氧量
海洋遥感监测技术
温气象因素和海洋生物进行深入的研究，从宏
观上了解海洋生态系统的动态变化，为海洋研
究提供了新的技术手段，开拓了新的研究领域。
14.2.2 光学遥感在海洋环境监测中应用技术
光学遥感信息在赤潮、溢油监测等方面有突破性进展。
赤潮监测
•从可见光遥感机理出发找到了最佳监测可见光遥感波 段，利用卫星探测到的离水辐射率与水色水温等要素 尝试了离水辐射率多波段差值法，多波段差值比值法， 水色水温综合法和纵向比较法等多种赤潮信息的提取 模式。
“泰罗斯”气 象卫星
海洋卫星类别
海洋水色 卫星 海洋地形 卫星
海洋动力环境 卫星
海洋水色卫星
主要用于探测海洋水色要素，如叶绿素浓度、悬 浮泥沙含量、有色可溶有机物等，此外也可获得浅 海水下地形、海冰、海水污染以及海流等有价值的
信息。美国于1997年8月发射的SeaStar卫星是一
例，此外，还有其他多颗这样的卫星。
14 海洋遥感监测技术
任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。 60年代在航空摄影和判读的基础上随航天 技术和电子计算机技术的发展，逐渐形成了一 种综合性感测技术——遥感技术。
14.1 海洋遥感概述
1. 遥感技术
遥感技术是20世纪60年代兴起的一种不直接与目
标物接触而感知其性质和状态的探测技术，是根据电磁
波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标，从而 对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。
遥感是一种远离目标，通过非直接接触而判定、 测量并分析目标性质的技术。
遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集 地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技
海洋地形卫星
主要用于探测海表面拓扑，即海平面高度的空间
分布。此外，还可探测海冰、有效波高、海面风速和
观上了解海洋生态系统的动态变化，为海洋研
究提供了新的技术手段，开拓了新的研究领域。
14.2.2 光学遥感在海洋环境监测中应用技术
光学遥感信息在赤潮、溢油监测等方面有突破性进展。
赤潮监测
•从可见光遥感机理出发找到了最佳监测可见光遥感波 段，利用卫星探测到的离水辐射率与水色水温等要素 尝试了离水辐射率多波段差值法，多波段差值比值法， 水色水温综合法和纵向比较法等多种赤潮信息的提取 模式。
“泰罗斯”气 象卫星
海洋卫星类别
海洋水色 卫星 海洋地形 卫星
海洋动力环境 卫星
海洋水色卫星
主要用于探测海洋水色要素，如叶绿素浓度、悬 浮泥沙含量、有色可溶有机物等，此外也可获得浅 海水下地形、海冰、海水污染以及海流等有价值的
信息。美国于1997年8月发射的SeaStar卫星是一
例，此外，还有其他多颗这样的卫星。
14 海洋遥感监测技术
任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特征。 60年代在航空摄影和判读的基础上随航天 技术和电子计算机技术的发展，逐渐形成了一 种综合性感测技术——遥感技术。
14.1 海洋遥感概述
1. 遥感技术
遥感技术是20世纪60年代兴起的一种不直接与目
标物接触而感知其性质和状态的探测技术，是根据电磁
波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标，从而 对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。
遥感是一种远离目标，通过非直接接触而判定、 测量并分析目标性质的技术。
遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集 地物目标的电磁辐射信息，判认地球环境和资源的技
海洋地形卫星
主要用于探测海表面拓扑，即海平面高度的空间
分布。此外，还可探测海冰、有效波高、海面风速和
09海洋环境监测技术解析精品PPT课件
标准曲线（Standard curve）:标准系列的 测定步骤比样品测定步骤有所简化的校 准曲线。
工作曲线（Working curve）:标准系列的 测定步骤与样品测定步骤完全相同的校 准曲线。
精密度（Precision）:在规定条件下，相 互独立的测试结果之间的一致程度。(精 密度仅依赖于随机误差)
3.3 生物样品
3.3.1 样品的采集 采样位置 采样季节 样品的年龄和大小
3.3.2 采样的现场描述 日期、位置、深度、海区特征、采样方
法、采集的生物种类。 3.3.3 样品的运输——冷冻
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
准确度（Accuracy）:测试结果与被测量 真值（名义值）或约定真值间的一致程 度。
方法灵敏度（Sensitivity）:反映被测定的 物质量与信号指示量的比率。
检出限（Limit of detection）：指95%的 概率,能定性区别于零的最低浓度或量。
未检出：低于检出限的测定结果。
2.3.4数值修约 ※四舍六入，逢五奇进偶舍。 14.14→14.1 11.1483→11.15 0.3500→0.4
0.4500→0.4 1.0500→1.0 15.4546→15
2.3.5异常值的统计检验 2.3.6显著性检验
2.4 实验室内部分析质量控制
2.4.1分析方法验证（略） 2.4.2分析质量控制图（略）
相对标准偏差（RSD）或叫变异系数（CV） （Relative Standard Deviation）(Coefficient of Variation)：样本标准偏差与样本均值之比。
10海洋遥感监测技术-大连海事大学海洋环境监测技术课件
（HY-1系列）、以微波探测海面风场、海面高度和海温为
主的海洋动力环境卫星（HY-2系列）和以多光谱成像仪、
合成孔径雷达、微波散射计、辐射计、雷达高度计等多种遥 感器为主载荷的海洋环境综合卫星（HY-3系列），以及地 面应用系统和海上辐射校正与真实性检验试验场。 • 逐步形成以我国海洋卫星为主导的主体海洋空间监测网。
应用处理。
遥感技术的特点
获取信息的范围大;
资料新颖, 能讯速反映动态变化; 获取的信息内容丰富, 可以同时取得不同的目标特征。若把几个
波段合成为假彩色相片, 就能增强和突出其中的某些图像信息,
提高人们对图像的判断能力。 成图迅速。由于卫星离地面较远, 卫星摄影接近正射投影, 所以地 表每一点似乎都在卫星的垂直平面上, 因而可提高成图工效; 获取信息方便, 不受地形限制. 对于高山冰雪、戈壁沙漠、 海洋等地区, 一般方法不易获得的资料, 卫星像片则可以获得大量有 用的资料. 同时, 卫星还可以不受任何政治、地球条件的限制, 覆盖 地球的任何一角和整个地球。
10.3.2 卫星遥感海洋水色环境监测
叶绿素分布是与海洋初级生产力、海水富营养化、赤潮等密
切相关的指标，也是研究全球气候变化的重要依据。
• 目前利用HY-1A卫星资料已能够较准确地提供大洋和远海 的叶绿素分布，对了解该海域海洋生态环境和海洋生物资源 具有重要的科学意义。 • 通过对各大河口和重点海域的监测，获取了黄河口、长江 口和珠江口等重要河口悬浮泥沙分布、近岸二类水体特征等 海洋水色基础信息，为开展海洋科学研究、海洋功能区划和
10. 海洋遥感监测技术
• 常规的海洋观测手段时空尺度有局限性，因此不可能全面、
深刻地认识海洋现象产生的原因，也不可能掌握海洋尺度 或全球大洋尺度的过程和变化规律。 • 海洋光学遥感应用技术是利用航天、航空遥感器测量海洋 水体的可见光和近红外的光谱信息来提取海洋的叶绿素、 悬浮泥沙和黄色物质以及其它污染物质等水色因子，为海 洋环境监测与海洋资源开发服务。
《海洋遥感技术》PPT课件
➢ 遥感在地理学中的应用，进一步推动和促进了地理学的研 究和发展，使地理学进入到一个新的发展阶段。
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Hale Waihona Puke 遥感有如下主要特点：1.感测范围大，具有综合、宏观的特点
➢ 遥感从飞机上或人造地球卫星上，居高临下获取的航空像 片或卫星图像，比在地面上观察视域范围大得多。又不受地 形地物阻隔的影响，景观一览无余，为人们研究地面各种自 然、社会现象及其分布规律提供了便利的条件。
➢ 例如，微波具有穿透云层、冰层和植被的能力；红外线 则能探测地表温度的变化等。因而遥感使人们对地球的监 测和对地物的观测达到多方位和全天候。
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3.获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点
➢ 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域的景 观实况，现实性好；而且可通过不同时相取得的资料及像 片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况（版图3）， 为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了基础。
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按照记录信息的表现形式
➢ 成像方式（或称图像方式）就是将所探测到的强 弱不同的地物电磁波辐射（反射或发射），转换 成深浅不同的（黑白）色调构成直观图像的遥感 资料形式，如航空像片、卫星图像等。
➢ 非成像方式（或非图像方式）则是将探测到的电 磁辐射（反射或发射），转换成相应的模拟信号 （如电压或电流信号）或数字化输出，或记录在 磁带上而构成非成像方式的遥感资料。如陆地卫 星CCT数字磁带等。
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➢ 遥感通常是指通过某种传感器装置，在不与被研 究对象直接接触的情况下，获取其特征信息（一 般是电磁波的反射辐射和发射辐射），并对这些 信息进行 提取、加工、表达和应用的一门科学和 技术。
第三节 海洋遥感 技术
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Hale Waihona Puke 遥感有如下主要特点：1.感测范围大，具有综合、宏观的特点
➢ 遥感从飞机上或人造地球卫星上，居高临下获取的航空像 片或卫星图像，比在地面上观察视域范围大得多。又不受地 形地物阻隔的影响，景观一览无余，为人们研究地面各种自 然、社会现象及其分布规律提供了便利的条件。
➢ 例如，微波具有穿透云层、冰层和植被的能力；红外线 则能探测地表温度的变化等。因而遥感使人们对地球的监 测和对地物的观测达到多方位和全天候。
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3.获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点
➢ 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域的景 观实况，现实性好；而且可通过不同时相取得的资料及像 片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况（版图3）， 为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了基础。
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按照记录信息的表现形式
➢ 成像方式（或称图像方式）就是将所探测到的强 弱不同的地物电磁波辐射（反射或发射），转换 成深浅不同的（黑白）色调构成直观图像的遥感 资料形式，如航空像片、卫星图像等。
➢ 非成像方式（或非图像方式）则是将探测到的电 磁辐射（反射或发射），转换成相应的模拟信号 （如电压或电流信号）或数字化输出，或记录在 磁带上而构成非成像方式的遥感资料。如陆地卫 星CCT数字磁带等。
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➢ 遥感通常是指通过某种传感器装置，在不与被研 究对象直接接触的情况下，获取其特征信息（一 般是电磁波的反射辐射和发射辐射），并对这些 信息进行 提取、加工、表达和应用的一门科学和 技术。
第三节 海洋遥感 技术
第一章1(大连海事大学海洋科学专业课海洋技术概论课件)
第一章海洋调查和探测技术第一部分第一节海洋调查船1872年12月—1876年5月英国皇家学会组织了“挑战者”号在大西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月进行环球海洋考察。
“挑战者”号为三桅蒸汽动力帆船，船长226英尺(68.9米)，2300吨级，航程12.6万公里挑战者人类历史上首次综合性的海洋科学考察“挑战者”号上的动物实验室“挑战者”号上的化学实验室第一节海洋调查船采集了大量海洋动植物标本和海水、海底底质样品，发现了715个新属及4717个海洋生物新种，其中甲壳类约1000种；发现大量深海动物，证明生物在深海可以生存，能够承受巨大水压；编制了第一幅世界大洋沉积物分布图；此外还测得了调查区域的地磁和水深情况。
第一次使用了颠倒温度表。
经过测量，了解到海洋深层水温的分布规律；根据海水分析结果，得到世界各海域海水化学成分恒定的重要结论；绘制了等深线图；首次在大西洋加那利群岛、太平洋塔希提岛和夏威夷群岛附近深海底采到了锰结核，并发现了深海软泥和红粘土。
第一节海洋调查船这些调查获得的全部资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。
插图3000张。
被誉为“奠基性调查”第一节海洋调查船从生物综合性调查到海水物化性质和地质地貌地调查阶段1925一1927年德国“流星”号在南大西洋进行了14个断面的水文测量，1937一1938年又在北大西洋进行了7个断面的补充观测，共获得310多个水文站点的观测资料。
这次调查以海洋物理学为主，内容包括水文、气象、生物、地质等，并以观测精度高著称。
第一节海洋调查船这次调查的一项重大收获是探明了大西洋深层环流和水团结构的基本特征。
另外，第一次使用回声测仪探测海底地形，经过7万多次海底探测，结果发现海底也像陆地一样崎岖不平，从而改变了以往所谓“平坦海底”的概念。
新建海洋调查船大发展时期美国1962年首次使用计算机中国第一艘海洋调查船“金星”号，是1956年用一艘远洋救生拖轮改装而成的，适用于浅海综合性调查。
海洋监测技术 10海洋遥感监测技术
遥感
观测物质或近地目标从紫外线到微波的某些波长的电磁发射现象
运用现代的运载工具和电子、光学仪器以主动和被动方式接受地 （水） 表或其以下一定深度处的研究对象发射或反射从紫外线到微 波的, 能通过大气的某些波段的电磁波信息, 经过加工处理, 获得研究 对象的有用信息, 达到探测目标物的整个信息的接收、传输、处理和 应用处理。
目前用于海洋研究的传感器有： ➢ 海色传感器：主要用于探测海洋表层叶绿素浓度、悬浮质浓 度、海洋初级生产力、漫射衰减系数以及其他海洋光学参数。 ➢ 红外传感器：主要用于测量海表温度。 ➢ 微波高度计：主要用于测量平均海平面高度、大地水准面、 有效波高、海面风速、表层流、重力异常、降雨指数等。 ➢ 微波散射计：主要用于测量海面10m处风场。 ➢ 合成孔径雷达：主要用于探测波浪风向谱、中尺度漩涡、海 洋内波、浅海地形、海面污染以及海表特征信息等。 ➢ 微波辐射计：主要用于测量海面温度、海面风速以及海冰水 汽含量、降雨、C海-气交换等。
传感器分类
遥感器，也称传感器，是指接收目标辐射或反射电磁波信息的 仪器。
遥感技术采用的电磁波包括可见光(visiblelight)、红外(infrared)、 微波(microwave)。 可见光谱范围在0.4—0.7μm，红外波谱在1—100μm，微波光谱 在1.8cm—6m(对应波段：0.3—100GHz)。 传感器按工作方式分为主动式(active)和被动式(passive)。
HY-1A 卫星辽东湾发现赤潮，绿色条状为赤潮区 （2002年6月15日，1、2处为赤潮）
HY-1 卫星水色扫描仪在长江口发现赤潮 遥感6/8/2通道合成实况
红色点为遥感反演得到的赤潮区
（2）遥感海上溢油监测 • 溢油事故往往造成大面积海域污染，造成严重的生态破坏，
第一章2(大连海事大学海洋科学专业课海洋技术概论课件)
第一章海洋调查和探测技术（第二部分）第四节水声探测技术水下探测技术，电磁波不同波段的衰减问题，20赫到2万赫1490年达.芬奇艺术家，闭口管听船音。
“泰坦尼克”----英国科学家L.F.理查逊两项专利。
美国科学家费森世界上第一台测量水下目标的实用装置。
声纳系统通常包括：主动声纳—回声探测仪、侧扫声纳、鱼探器、声学多普勒海流计。
被动声纳声纳重入系统水声遥测控制水声通讯议•声纳系统通常包括：•主动声纳—回声探测仪、侧扫声纳、鱼探器、声学多普勒海流计。
•被动声纳•声纳重入系统•水声遥测控制•水声通讯议一.主动声纳主动声纳工作原理框图（一）回声探测仪（测深仪）• 1.基本原理•声波在均匀介质中做匀速直线传播, 在不同介面上产生反射, 利用这一原理, 选择对水的穿透能力最佳、频率在1500Hz 附近的超声波, 在海面垂直向海底发射声信号, 并记录从声波发射到信号由水底返回的时间间隔, 通过模拟或直接计算, 测定水体的深度。
水深的计算••H：水深，C：声速（1500m/s）•D：换能器吃水深度2.回声探测仪的组成••3.仪器的校正小于20m，改正法大于20m，水文资料改正法改正法：直接测量，修正•水文资料改正法吃水改正数ΔHb转速改正数ΔHn声速改正数ΔHc总改正数•双频探测仪—同时高低频发射•低频深度Hlf，高频深度Hhf•淤泥厚度4.四波束扫海测深仪•四波束扫海测深仪具有安装灵活、操作方便等优点。
•在航道、港口及近岸地区大比例尺水下地形测量及障碍物探测中得到了广泛应用。
四波束扫海测深仪主要由四个收、发台的换能器, 同步控制器和记录器组成。
安装方式有舷挂式和悬臂式两种•目前我国各单位使用的四波束扫海测深仪, 主要有日本产的MS-I0 型、PS-20R 型及PS-600 型。
•以较先进的PS-600 型为例, θ1 =16 °, θ2 =6 °, 当水深Ho 为20 m 时, 换能器中心间距为 3.86 m, 声波覆盖宽度L 为15.4 m，Ho 与L 的关系为:L=0.77Ho 。