海洋遥感探测技术及应用中的海洋灾害研究

赤潮是海洋中一些微藻、原生动物或细菌在一定的环境条件下爆发性繁殖聚集引起水色改变的一种生态异常现象，如彩图5.15所示。赤潮的暴发会对海洋水产养殖业和滨海旅游业造成严重影响，有毒赤潮的危害更大。近年来，我国近海赤潮灾害频发，浙江、福建和河北秦皇岛近海是我国赤潮多发区，主要优势种有东海原甲藻、夜光藻、米氏凯伦藻、中肋骨条藻、抑食金球藻等（《中国海洋灾害公报》，2010—2014年）。频繁爆发的赤潮给沿岸经济带来了巨大损失，2012年赤潮导致直接经济损失20.15亿元（《中国海洋灾害公报》，2012年）。

严重的危害使得赤潮灾害成为相关业务管理部门的监测重点，遥感具有快速、同步和大面积监测等优点，是目前赤潮业务化监测的主要手段。赤潮水体的光谱特征是开展赤潮遥感探测的重要依据，如图5.16所示，赤潮水体遥感反射率光谱在700nm左右有一个反射峰，而非赤潮水体则没有。

图5.16　赤潮水体与非赤潮水体的遥感反射率曲线(www.xing528.com)

目前，主要的赤潮遥感监测方法有单波段阈值、双波段比值、多波段差和比，以及荧光特性法和叶绿素浓度异常法等。但是上述方法各有优缺点，需针对研究区选取合适的方法。彩图5.17是利用改进的RI（Red Tide Index）（Lou和Hu，2014）方法进行秦皇岛海域微微型赤潮监测的应用示例。RI计算公式如下：

根据实测资料，结合RI计算结果综合判定，（b）图中红色区域（RI＞5）为赤潮发生区，但大连近岸海域存在误识别情形。需要特别指出的是，RI的阈值需根据赤潮发生海域和赤潮藻种类型进行适当的调整。