绿潮遥感监视工作情况东海预报中心Word文档格式.docx
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NOAA-17
NOAA-18
Terra
Aqua
FY-3A
3月
9
7
6
3
4月
21
20
10
5
5月
15
18
4
6月
13
11
2
7月
8
1
8月
17
合计：
248轨
63
56
92
34
图12009年东海绿潮卫星遥感监测报告统计（ImageCredit:
东海预报中心）
二、绿潮卫星遥感监测方法的改进和创新
东海预报中心根据2008年绿潮监视的经验教训总结，在2009年绿潮监视工作中，重点采用MODIS250米分辨率数据，以获取关于绿潮的较详尽的观测数据，同时利用ENVI处理软件，以提高资料的定量化处理水平。
在处理技术上比较突出的改进集中在以下三点：
1）250米级绿潮彩色合成产品的遥感物理学依据
多家遥感机构通过2008年浒苔现场光谱测量均证实，绿潮藻类反射光谱与陆地植被光谱接近。
通过利用可见光红光波段和近红外波段的差异，可将绿潮藻类的反射从背景水体中区分开来。
由于使用的影像分辨率相对仍偏低，伪彩色合成方法（Peseudo-ColorComposite）被运用较多，特点是在对绿潮分布区域做专门影像增强时，可不使用精确的大气订正数据，因此在薄云、气溶胶浓度较大情况下，仍可有效地识绿潮藻类。
图2中，橙红色区域大约为MODISBand1通道所对应的波段，深红色区域对应了MODISBand2通道。
图2：
典型绿色植被的光谱（ImageCredit:
ICTInternational）
2）绿潮发现方法的改进
2008年东海预报中心的绿潮观测报告多数是从1000米级分辨率的气象卫星资料获取，因此对于面积不太大的绿潮效果不佳。
在2009年绿潮监视过程中，90%以上绿潮的遥感影像均从MODIS250米分辨率资料中获取，此外，从风云三号A卫星的VIRR（可见光/红外扫描辐射计）上也获取了2景绿潮卫星遥感监视影像，其星下点空间分辨率约790米。
东海预报中心MODIS250米伪彩色合成影像处理流程综述如下：
MODIS250米数据资料经过L0级产品预处理，在SeaDas软件上经过通道分离-地理粗定位转化为L1A级产品，随后，L1A级产品仍在SeaDas软件上经过辐射定标转化为L1B级产品，通过FTP方式传输到ENVI软件上进行下一步处理，ENVI首先进行投影变换，将L1B产品投影到WGS-84坐标系统下，然后将250米通道产品按RGB1：
2：
1方法制作为伪彩色合成影像。
FY-3AVIRR790米伪彩色合成影像处理流程综述如下：
挑选合适的FY-3AVIRR分景数据，通过HDF5插件将RefSB7通道数据和Latitude,Longitude数据导入到ENVI内存中，随后，针对Latitude,Longitude数据建立地理定位查找表SuperGLT,完成SuperGLT计算后，使用该数据对RefSB7进行地理定位，几何纠正，投影到WGS-84坐标系下N51带区域（中心经度123度），同时将幅面倾角归算到0度，完成地理定位。
最后将790米产品按RGB1:
2:
4方法制作伪彩色合成影像。
通过上述处理，以及对目标区域进行数字影像增强，绿潮藻类将在遥感影像上呈现绿色、条带状分布，走向基本与流场方向吻合，且通过叠加高精度矢量地图可以与陆地岛屿等区分开来，根据上述解译导则，遥感值班人员负责处理数据并制作报告。
3）开发绿潮影响面积和覆盖面积的提取方法
为了促进遥感资料的定量化解释应用，在ENVI遥感影像处理软件的基础上，开发了提取绿潮影响面积提取流程和覆盖面积的处理方法，简述如下：
绿潮影响面积提取流程：
在ENVI影像窗口中选择ROI（感兴趣区域，RegionofInterest）工具，将ROI的类型选择为Polygon（多边形），对于已经完成了地理定位和影像增强处理的绿潮区域，使用多边形工具连接影响区域各主要拐点，必要时，可使用两个以上的多边形描述绿潮影响区域。
完成ROI区域选定后，在ROI摘要中会显示该多边形区域的覆盖像素数，由于投影后的影像每点分辨率均为250米，因此将像素数除以16，即得到覆盖面积的平方公里数。
此外，利用ENVI的MeasurementTool也能得到一致的结果。
绿潮覆盖面积提取流程：
首先针对选定的影像局部区域制作RVI产品（比值植被指数产品），方法是RVI=B2/B1，其中B2为865微米通道的反射率定标值，B1为659微米通道的反射率定标值，在RVI影像完成后，使用BandThresholdtoROI，将绿潮影局部的RVI值>
0.95的像素点提取出来，作为ROI2，其中不可避免的含有部分云的像素点，因此，将该ROI2区域与上述绿潮影响面积ROI进行布尔运算，取交集，可以有效的过滤部分云像素点的影响。
与前面的原理相同，交集的像素数的1/16即为覆盖面积的平方千米数。
二、2009年绿潮监视过程中的组织管理和值班制度安排
为了保障值班人员不间断的实施绿潮遥感监测，东海预报中心遥感室结合日常遥感资料处理工作和信息值班工作，安排制定了遥感值班制度，除遥感室三位员工全员参与绿潮遥感监视值班外，另安排了信息室两位同事参加绿潮遥感值班，保障了即使在周末时也能发出绿潮遥感监视报告。
在使用资料方面，力争使用当日接收的遥感资料，由于卫星轨道限制等原因，允许使用昨日的遥感资料。
自6月20日起，为了节省人力资源，提高响应速度，遥感室在预报室提供目标区域风场、流场的条件下，使用数模室研制的表面物质漂移快速推算系统软件，还承担了绿潮藻类漂移路径的计算任务。
遥感室为此对全体值班人员均进行了利用MODIS250米资料制作绿潮藻类遥感解译和使用表面物质漂移快速推算系统制作绿潮漂移预报的培训。
四、根据遥感资料判读的2009年绿潮藻类发展情况综述
2008年和2009年的绿潮发展都表现出比较明显的区域性特征，其中，以东经124度～125度，北纬30～32度，和东经123度以西，北纬33度～北纬36度两块区域发生绿潮的频率显著高于其他区域。
为了加以区分，我们以北纬32.5度为界，将上述区域分别称为东海绿潮和黄海绿潮。
1、东海绿潮
2008年时，北纬29～32度，东经124度左右的东海海域绿潮直到8月上旬才开始大规模出现。
而2009年东海绿潮的峰值出现时间提前。
3月中旬，东海海监航空支队报告在苏岩礁一带发现不明藻类，但当时开展卫星遥感监视并未发现水色异常情况。
于4月23日前后，北海预报中心卫星遥感监视发现在东经124度一带存在绿潮，东海预报中心随后确认了这一监测结果。
4月下旬到5月上旬，东海绿潮面积在波动中逐渐扩展，5月10日影响面积达到最大，随后快速减弱进入消亡期，6月初影响面积仅剩余不足700平方千米。
6月中旬以后未继续发现东海绿潮。
图32009年东海绿潮面积统计（ImageCredit:
2、黄海绿潮
自2009年5月底以来，东海绿潮逐渐减弱时，绿潮藻类开始集中分布在苏北沿海到山东半岛南部沿海的南黄海区域，分布面积在波动中日益扩展，黄海绿潮形成了爆发态势。
其最大影响范围在37,900平方千米以上，覆盖面积在400平方千米以上，根据遥感资料判定7月上旬，其前锋已经漂移到山东荣成、文登一带局部海岸，7月中旬后影响面积在波动中逐渐减弱，直到最后消亡。
图42009年黄海绿潮面积统计（ImageCredit:
3、2009年东海和黄海绿潮发展过程概述
综合2009年东海和黄海绿潮的监测结果，可将其发展过程大体分为四个阶段：
1）、发生初期阶段（3月下旬～5月底）
2009年东海绿潮发生时间的比黄海绿潮时间早，，4月23日，东海绿潮分布在北纬30度~北纬31度，东经125度附近。
5月上旬，东海绿潮中心位置漂移到接近北纬32度附近，面积在波动中有所扩展。
5月10日，东海绿潮的面积达到峰值，合计影响面积达2.7万平方千米。
其北片已进入黄海海域。
随后东海绿潮影响范围迅速减弱，5月14日其影响面积约2000平方千米，5月30日，影响面积约1384平方千米，此后，在6月2日、4日、6日虽继续发现东海绿潮分布，但影响面积均不足700平方千米，6月7日后，未继续发现东海绿潮。
4月23日，在东经123度，北纬32～33度范围内，发现了小面积的黄海绿潮。
4月下旬和5月中旬，上旬，除了东海绿潮漂移入北纬32度以北而计入黄海绿潮外，未继续在东经124度以西的沿海发现有黄海绿潮分布。
5月31日下午，发现苏北辐射沙洲地带存在约70平方千米的绿潮。
图5：
5月10日10:
10Terra卫星绿潮解译遥感图（ImageCredit:
2）、波动增长阶段（6月上旬、中旬）
从5月底开始，分布在苏北辐射沙洲地带的绿潮面积在波动中逐渐扩展，6月上旬，黄海绿潮藻类主要分布在北纬34度以南，苏北盐城沿海辐射沙洲的潮沟地带，根据遥感解译此时主要向北飘移，日均漂移速度5～10海里。
其影响面积在大约1700~3000平方千米之间变化，（根据5月31日和6月7日遥感解译图测算）尚未形成密集分布区。
6月7日，监测到少量绿潮藻类已经飘移到北纬34.5度一带。
6月中旬，由于云量过大等天气原因，光学卫星遥感监测暂时中断。
6月中旬，绿潮分布的北部范围进入北纬34~35度一带范围内，即来到了连云港同纬度的范围内，绿潮影响面积继续增加，6月11已达5925平方千米。
6月14日已达1.37万平方千米。
6月中旬上半段，绿潮在这一段时间内虽有向北漂移，但路径呈复杂化趋势，北块中心始终徘徊在东经121~122度，北纬34~35度之间。
向北略偏西漂移是主要移动趋势。
6月中旬的下半段，即6月15日至6月20日，由于天气系统的影响，只零散的在云缝间监视到绿潮藻类，但根据风向可判断其向东北方向漂移。
图66月11日10:
40Terra卫星绿潮遥感解译图（ImageCredit:
图76月15日卫星遥感绿潮解译图（ImageCredit:
3）、大面积爆发阶段（6月下旬～7月上旬）
6月下旬至7月上旬，绿潮藻类呈现大面积爆发趋势，分布密集，影响范围非常大。
6月22日下午，目标海域天气转为晴朗，光学卫星观察恢复。
当日即发现了大于1万平方千米的绿潮影响面积，此时绿潮藻类分布中心区域已经移至北纬35.4度，6月22日至6月25日，风向为南风或东南风为主，绿潮藻类分布面积继续扩展，6月25日达到2.17万平方千米（图6），同时快速向北偏西北
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