海院科研动态（18）| 全球漂浮藻类遥感识别与监测研究取得新进展

       浒苔、马尾藻、束毛藻、夜光藻和蓝绿藻等漂浮藻类是水体生态系统的重要组成部分，但由此引发的各种有害藻华现象（如赤潮、绿潮、金潮等）也会给海洋、湖泊带来多方面的危害。水色遥感是用于此类藻华监测的有效手段，然而由于技术限制，目前的研究往往只局限于某一区域，尚缺乏在全球范围海洋和湖泊水体有害藻华的同步监测和系统归纳。

       我院海洋环境遥感研究团队齐琳副教授、孙绍杰副教授、赵俊教授等人近期和美国南佛罗里达大学、美国大气海洋局（NOAA）卫星应用研究中心合作，使用NOAA在线海洋水色浏览系统（OCView）的可见光红外成像辐射计（VIIRS）全球尺度-375米分辨率的假彩合成（FRGB）产品，通过目视解译并结合新型多光谱水色传感器（OLCI）和高分辨率传感器MSI、DOVE和WorldView等数据进行光谱分析，区分和总结了全球海洋及湖泊的漂浮藻类和其它漂浮物。研究发现全球许多近岸海区和湖泊中出现了各种颜色不同的漂浮物，基于多尺度遥感数据的光谱分析显示，这些漂浮物大部分可与现有漂浮物光谱库进行匹配而被识别，主要包括浒苔、马尾藻、夜光藻、束毛藻、蓝绿藻、溢油，以及海底火山喷发形成的浮石筏（Pumice Raft）。除此之外，还有很多漂浮藻/有机物是无法仅通过现有光谱数据库进行识别的，然而通过查阅科学文献和新闻报道可以对此类漂浮藻/有机物进行合理推断。其中一个例子来自美国大盐湖。卫星图像显示该湖南部经常出现具有某类特殊光谱特征的漂浮物。通过文献调研和光谱分析等综合分析，可以推断这些漂浮物是由大盐湖中大量生长的卤水虾卵的聚集所产生。卤水虾（Artemia）虾卵是大盐湖的主要经济作物，可以被制作成鱼饵等产品销往世界各地。研究也发现位于中亚哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦交界处的咸海（Aral Sea）也有大量类似的虾卵漂浮物。

图：漂浮藻/有机物全球分布示意图

       除了揭示一些未知的漂浮藻/有机物现象，本研究所提出的基于结合多尺度卫星遥感数据和光谱分析进行漂浮藻种类识别的方法可以应用于全球海洋和湖泊进行系统性的准实时（near  real time）监测和分析，也为进一步深入研究区域性的藻华现象提供了参考。

       该研究结果近期发表在《Remote Sensing of Environment》期刊，Qi, L., Hu, C., Mikelsons, K., Wang, M., Lance, V., Sun, S., Barnes, B.B., Zhao, J., & Van der Zande, D. (2020). In search of floating algae and other organisms in global oceans and lakes. Remote Sensing of Environment, 239, 111659. 论文第一作者为新奥门31999新奥门31999齐琳副教授。上述研究得到国家自然科学基金等的资助。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0034425720300286?via%3Dihub

NOAA在线海洋水色浏览系统（OCView）链接：https://www.star.nesdis.noaa.gov/sod/mecb/color/ocview/ocview