萊森光學(xué)（深圳）有限公司
會(huì)員1.png)
萊森光學(xué)（深圳）有限公司
閱讀：993發(fā)布時(shí)間：2022-10-4
赤潮是海水中的浮游生物在一定條件下過度增殖或聚集致使海水變色的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象。近年來，我國沿海赤潮災(zāi)害的發(fā)生呈現(xiàn)出次數(shù)增加、規(guī)模擴(kuò)大、有毒赤潮種比例上升等趨勢；赤潮已經(jīng)成為我國和世界的一大海洋災(zāi)害，引起了各國政府及科學(xué)界的高度重視。2001年，開展了圍隔培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不同優(yōu)勢種赤潮的培養(yǎng)，輔以實(shí)驗(yàn)海域附近的赤潮現(xiàn)場捕獲，以此方式獲取了不同優(yōu)勢種赤潮水體的現(xiàn)場遙感反射率光譜數(shù)據(jù)。本文對(duì)于赤潮光譜特征進(jìn)行了分析研究，尤其側(cè)重于對(duì)于不同種赤潮間光譜差異以及赤潮光譜反射峰、吸收峰成因的探討。
1、赤潮與正常海水的光譜差異
從光譜形態(tài)上看，在400～900 m波段區(qū)間，不同種類的赤潮光譜均呈明顯的雙峰形態(tài)分布，尤其，位于687～728m的第二反射峰，是赤潮水體光譜區(qū)別于正常海水光譜的特征反射峰，這一點(diǎn)已成功地被用于基于航空高光譜遙感的赤潮檢測算法之中。
圖1 不同種類的赤潮光譜
2、赤潮種類間光譜特征的差異
利用光譜微分法提取不同種類赤潮光譜的第二反射峰波長信息，結(jié)果如表1所示。
表1 不同種類赤潮光譜的第二反射峰波長
可見，紅色中縊蟲赤潮第二反射峰峰值波長大于720 m，與其他三種赤潮光譜具有顯著差別，該反射峰在我國近海赤潮光譜研究未見報(bào)道。中肋骨條藻與丹麥細(xì)柱藻的第二反射峰波長范圍基本一致，并且與趙冬至等觀測的叉角藻赤潮以及黃韋艮等觀測的裸甲藻赤潮光譜特征峰范圍基本吻合。海洋褐胞藻赤潮光譜數(shù)據(jù)的數(shù)量有限，考慮到現(xiàn)場觀測中可能存在的多種影響因素，待該種類赤潮光譜數(shù)據(jù)豐富后再行確定其第二反射峰波長范圍會(huì)更有意義。第二反射峰波長信息，可用以將紅色中縊蟲赤潮與其他種類赤潮區(qū)別開來，但進(jìn)行其他赤潮種類識(shí)別時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎利用這一信息。一個(gè)有趣的現(xiàn)象是：與其他三種浮游植物赤潮光譜相比，紅色中縊蟲赤潮光譜整體上紅移了20～25 nm，而這四種赤潮光譜曲線的與第二反射峰之間的波長間隔卻基本一致。
三、浮游植物赤潮光譜特征的成因
洋褐胞藻、中肋骨條藻、丹麥細(xì)柱藻是三種引發(fā)赤潮的浮游植物，我們將其歸為一類進(jìn)行分析。浮游植物色素(主要為葉綠素、胡蘿卜素及其他附屬色素)、無機(jī)懸浮顆粒物、有色溶解有機(jī)物是決定海水光學(xué)性質(zhì)的三大要素，共同影響著海洋的離水輻射信息(如：遙感反射率光譜)，綜合考慮這三種水色要素的光譜性質(zhì)，我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)測定的赤潮光譜反射峰、吸收峰的成因有如下認(rèn)定。
1、 相對(duì)較高濃度的無機(jī)懸浮物是570～585 nm反射峰產(chǎn)生的主要原因，由于其對(duì)光的強(qiáng)散射作用湮沒了葉綠素在550 nm的反射峰，使之無法從光譜曲線中明顯地表現(xiàn)出來，較高濃度的無機(jī)懸浮物的出現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)海域在近岸有直接關(guān)系。
2、 藻藍(lán)蛋白(Phycocyanin)這一附屬色素在615～630nrn的吸收作用形成了640 nm波長附近的反射光譜肩峰。
3、 位于670 m附近的吸收峰源自葉綠素的強(qiáng)吸收作用。
4、 赤潮水體光譜第二反射峰，與黃色物質(zhì)和懸浮泥沙的存在及其含量無關(guān)，歸因于葉綠素在該波段的熒光特性。以往的海洋光學(xué)研究中，一般認(rèn)為葉綠素的熒光峰在685nm，而近年來的實(shí)驗(yàn)觀測與光譜模擬研究均表明，隨著葉綠素a濃度的升高，在熒光峰強(qiáng)度增大的同時(shí)，熒光出射波長也會(huì)隨之紅移。
5、 光譜曲線在800 nm附近的微小反射峰的產(chǎn)生，是因?yàn)榧兯谠摬ǘ尉哂形盏臉O小值。
4、紅色中縊蟲赤潮光譜特征的成因
紅色中縊蟲是目前的有報(bào)道的能形成赤潮的原生動(dòng)物，本身無色，以浮游植物為食。有研究表明，紅色中縊蟲體內(nèi)還共生著藻類，這就意味著由紅色中縊蟲這種原生動(dòng)物引發(fā)的赤潮與色素濃度的異常升高并導(dǎo)致水色異常有關(guān)，而這部分色素源于紅色中縊蟲體內(nèi)的共生藻類和浮游植物色素碎屑。由于缺乏同步的現(xiàn)場生物觀測資料，這種可能性還有待進(jìn)一步確認(rèn)：從另一方面來講，藻類色素是否具備出射波長大于720 nm熒光的能力呢？傳統(tǒng)的海洋光學(xué)理論將葉綠素作為浮游植物的代表性色素，僅考慮該種色素的吸收和熒光特性，難以對(duì)于原生動(dòng)物的赤潮給出合理的解釋。所以，有必要從光合作用機(jī)制出發(fā)，將藻類的所有光合作用色素作為一個(gè)有機(jī)體進(jìn)行綜合的考慮。在藻類葉綠體內(nèi)，光合作用通過光系統(tǒng) I (PS I)和光系統(tǒng)Ⅱ(PS Ⅱ)的協(xié)同工作得以進(jìn)行；我們注意到，有研究表明，褐藻PS I復(fù)合物的低溫?zé)晒獍l(fā)射一般位于720～728 m之間。如果了解了常溫下該藻的熒光發(fā)射特性，那么這種推斷才可能得以成立。紅色中縊蟲的攝食偏好及與藻類的共生特性研究將有助于解釋這一現(xiàn)象，此外，這些藻類的光合作用特征尤其是常溫下的熒光發(fā)射特性是另外一個(gè)關(guān)鍵問題。
紅色中縊蟲
5、結(jié)論
借助多種方式獲取了不同優(yōu)勢種赤潮水體的現(xiàn)場遙感反射率光譜數(shù)據(jù)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，赤潮與正常海水的光譜差異在于687～728 nm波段的特征反射峰，浮游植物赤潮與原生動(dòng)物赤潮間具有顯著的光譜差異，可據(jù)此進(jìn)行某些赤潮種類的遙感識(shí)別。給出了浮游植物赤潮光譜反射峰、吸收峰成因；紅色中縊蟲這一原生動(dòng)物引起的水色異常，與其體內(nèi)的共生藻類及浮游植物色素碎屑有關(guān)；其攝食偏好、與藻類的共生特性研究以及藻類常溫下的熒光發(fā)射特性研究，將有助于加深對(duì)于紅色中縊蟲赤潮光譜成因的認(rèn)識(shí)。
推薦：
無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng) iSpecHyper-VM100
一款基于小型多旋翼無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機(jī)、穩(wěn)定云臺(tái)、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊等部分組成。無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)采用了內(nèi)置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機(jī)系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機(jī)時(shí)，由于無人機(jī)系統(tǒng)的震動(dòng)造成的成像質(zhì)量差的問題，同時(shí)具有高光譜分辨率和優(yōu)異的成像性能。
詳情可見：/duoxuanyiwurenjigaoguangpuchengxiangxitong/833.html
無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng) iSpecHyper-VM200
無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)配合定制開發(fā)的高性能穩(wěn)定云臺(tái)，能夠有效降低飛行過程中無人機(jī)抖動(dòng)引起的圖像扭曲與模糊。該系統(tǒng)與大疆M600 pro無人機(jī)適配，同時(shí)支持同類型的多種無人機(jī)，無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水環(huán)境等行業(yè)領(lǐng)域，系統(tǒng)支持配件升級(jí)及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、目標(biāo)識(shí)別、軍事反等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供了高性價(jià)比解決方案。
詳情可見：/duoxuanyiwurenjigaoguangpuchengxiangxitong/833.html
便攜式高光譜成像系統(tǒng) iSpecHyper-VS1000
專門用于刑偵、物證鑒定、醫(yī)學(xué)醫(yī)療、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的產(chǎn)品，主要優(yōu)勢具有體積小、幀率高、高光譜分辨率高、高像質(zhì)等性價(jià)比特點(diǎn)采用了透射光柵內(nèi)推掃原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速USB3.0接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換物鏡。
詳情可見：/gaoguangpuchengxiangxiangji/834.html
儀表網(wǎng) 設(shè)計(jì)制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請(qǐng)輸入賬號(hào)
請(qǐng)輸入密碼
請(qǐng)輸驗(yàn)證碼