南海水下珊瑚礁白化光学遥感方法研究

)：珊瑚礁是具有极高生物多样性和海洋资源的浅海生态系统。近20 年来因气候变化、环境污染、过度捕捞等导致全球珊瑚礁生态系统严重退化。我国海南岛海域的珊瑚礁退化率高达95%。对我国南海珊瑚礁进行大面积白化监测是目前亟待解决的问题。珊瑚一般生活在较浅清水区，极适合利用光学卫星遥感方法监测。白化珊瑚礁反射率是健康珊瑚礁的1.5-3.5倍，为遥感探测珊瑚礁白化提供了可能。从卫星遥感数据消除大气和水体的影响得到珊瑚礁海底的反射率，是光学遥感方法探测珊瑚礁白化的关键。本项目首先基于大气辐射传递数值模拟和海色卫星数据获得的大气参数，建立Lansat/IKONOS大气校正算法；然后根据南海珊瑚礁水域特性，修正Lee 的半分析算法建立珊瑚礁海底反射率反演算法。最后结合卫星海表温度异常数据综合探测珊瑚礁的白化。

本项目按计划进行，主要完成了以下工作：. (1) Landsat/TM大气校正算法。开发两种基于Landsat/TM数据的大气校正算法，该算法可应用与IKONOS、SPOT等卫星传感器。.（2）MERIS和Landsat探测珊瑚礁白化灵敏度分析。基于辐射传递数值模拟并结合MERIS和Landsat传感器光谱响应函数和信噪比，分析了其探测珊瑚礁白化的灵敏度。.（3）南海珊瑚礁白化探测模型。采用两种方法进行珊瑚礁白化探测，一种基于半分析模型算法，该算法可同时反演海底反射率和水深，然后通过多时相卫星数据反演海底反射率的变化探测珊瑚礁白化；另一种是基于图像的经验算法，该方法基于图像本身，不需要进行复杂的辐射传递计算，简便易用，但需要满足较多的假设条件。.（4 ) 珊瑚礁白化指数。NOAA业务互运行的珊瑚礁热压力指数HotSpot和DHW，空间分辨率为~50km，空间分辨率较低。本研究利用GHRSST融合生成的高分辨率SST数据产品（~1km），计算南海海域的HotSpot和DHW。.（5）现场结果对比与印证。参加基金委南海航次，获取南海的海水水体光学性质现场数据，并用于修正半分析模型。利用本项目提出的南海珊瑚礁白化探测方法对我国南海珊瑚礁海域进行了白化探测，并进行了对比。