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陈楚群
研究员
方向:热带海洋动力过程的环境效应 行政职务:
学科专业:物理海洋学 导师:博士导师
办公电话:+86-20-89023212
电子邮箱:cqchen@scsio.ac.cn

研究方向

海洋水色与热红外遥感及其应用

个人详细介绍

 ■ 个人简介:
  

陈楚群,男,1960年2月生。地质与勘探专业工学学士、地图学与遥感专业理学硕士、物理海洋学理学博士和水资源工程专业工学博士。现任中国科学院南海海洋研究所责任研究员,博士生导师,海洋水色遥感学科组负责人。中国科学院研究生院教授,最近20多年一直从事海洋遥感应用研究,主要工作包括:中国南海资源与环境遥感调查;近岸海域海洋水色卫星遥感资料大气校正;海洋水色要素及其遥感探测;水体环境参数及水体水质等级遥感监测与评价;海温遥感探测及热污染遥感评价,水体重金属浓度遥感探测研究等。主持了包括国家基金项目,国家863项目,国家973项目(子课题),国家908项目,科技部中英科技合作基金项目,广东省基金项目和重点基金项目;中科院创新项目(子课题)等各类项目10多项,已发表论文50余篇,申请专利4项(已经授权1项)。

现任中国海洋学会与中国海洋湖沼学会海洋遥感专业委员会委员(2003~),中国环境科学学会环境信息系统与遥感专业委员会委员(首届,2010~),广东省遥感与GIS学会常务理事(2000~2012),副理事长(2013~)。


 ■ 研究领域:海洋遥感


主要研究方向是海洋遥感机理及其在海洋科学中的应用,包括:

1.海洋水色遥感(可见光与近红外遥感):海洋光学测量与数据处理;海洋水色卫星遥感资料大气校正,遥感图像处理;海洋(特别是光学复杂的近岸水体)水色遥感反演模式研究与海洋环境遥感信息提取;水色遥感资料在海洋中尺度过程分析中的应用;卫星遥感技术在水质遥感评价与动态监测中的应用;海洋遥感数据挖掘与资料同化研究,海洋遥感信息系统。

2.海面温度热红外(远红外)遥感:高精度水体皮温测量仪器研发及水体皮温-表温同步测量技术;卫星热红外传感器在轨定标技术,卫星遥感SST现场真实性检验;SST遥感反演算法研究;热红外地面温度(包括SST)产品研制;热污染遥感探测与评价技术;热红外遥感资料在海洋学中的应用研究


 ■ 承担的科研课题:

近10年主持的主要项目

1. 主持国家基金面上项目:遥感海表温度(SST)现场验证新方法(No.41276182),20132016.

2. 主持国家支撑项目:“粤港澳水量与水环境遥感监测应用系统”(No.2012BAH32B00)及其广东省配套项目:“粤港澳水质水量遥感监测系统关键技术及示范”(No.2011498B11)之子课题“珠江口海域海洋水色遥感数据大气校正研究”。20122015.

3. 主持国家基金面上项目:珠江口海域水体重金属浓度遥感探测机理及模式研究(No.40976106),20102012.

4. 主持国家863探索项目:珠江口海域水体重金属浓度卫星高光谱遥感探测试验研究(No.2009AA12Z135),20092010

5. 联合主持海洋局国家908项目:WY10区块海岛海岸带遥感调查与研究(No.908-01-WY10, 2006~2010

6. 主持广东省重点基金项目: 珠江下游及其河口区水质高光谱遥感探测(No. 06105018),2007-2009.

7. 主持国家海洋863第二期自由探索项目“海水黄色物质遥感探测及其在环境监测中的应用”(NO.2002AA639130),2003-2005

8. 主持国家基金面上项目:水色遥感资料提取2类水体叶绿素浓度的神经网络模型(No.40276049),2003-2005

9. 主持中英科技合作基金项目:应用水色卫星遥感技术监测近岸水体水质(Application ofOcean Colour Satellite Remote Sensing Techniques for Monitoring of WaterQuality in Coastal Waters. 2002-2003

10. 参加973赤潮项目子课题:中国近岸水体有害藻华生物光学及遥感探测(No. 2009CB723903),  2002-2006

 ■ 主要创新成果:

1. 浑浊水体区海洋水色遥感数据MODIS大气校正(与博士生何全军合作成果)。根据浑浊水体与清洁水体的光谱差异,提出“等效清洁水体(Equivalent Clear Water)的概念,并采用短波红外多波段拟合方法,先由MODIS短波红外波段的瑞利辐射校正数据,拟合得到近红外二个大气校正波段的气溶胶反射率,消除悬浮泥沙对近红外大气校正波段的光谱影响,解决了混浊水体区水色遥感数据的大气校正难题。该方法应用于世界主要混浊水体海域,非常成功,大气校正效果优于SeaDAS软件集成的三种大气校正方法。混浊水体区水色遥感数据大气校正这一关键问题的有效解决,必将大大促进海洋水色遥感技术在近岸海洋过程研究,生态环境监测方面的应用。

2.近岸海域水体叶绿素浓度反演“荧光峰面积”新算法(与硕士生刘汾汾等合作成果)。水体叶绿素是浮游植物体内用于光合作用的色素,也是重要的水质环境参数,对海洋初级生产力估算(进而估算渔业资源)、海洋碳循环研究、近岸海域环境监测与评价、赤潮监测与评价、海洋中尺度过程研究等具有非常主要的作用。目前的水体叶绿素浓度遥感反演算法主要有二类,一是波段比值算法(利用叶绿素在可见光波段的吸收反射特性),二是荧光峰高度算法(利用叶绿素荧光特性)。在近岸水域,波段比值算法受水体悬浮泥沙光谱影响,反演误差很大。荧光峰高度算法,荧光峰信号不受悬浮泥沙影响,这是其优点,但是由于叶绿素的荧光峰随着叶绿素浓度增加会向红外方向漂移,而影响其反演精度。我们提出的“荧光峰面积”新算法,可以消除荧光峰位置漂移产生的影响,精度比荧光峰高度算法更好。该算法物理机理清楚,可以消除叶绿素荧光峰位置漂移的影响和悬浮泥沙光谱信号影响,反演精度高。该方法可以应用于对近岸和内陆水体藻华(或赤潮)遥感探测和水质评价。

  3.近岸海域水质等级遥感监测与评价(与硕士生潘志林等合作成果)。利用在珠江口海域大量水质观测数据,建立了按照我国海洋水质标准等级分类的水质等级遥感评价方法。是国际上最早开展这方面研究的成果,论文发表在Marine Pollution Bulletin杂志(2007)。

 4. 设计并研制出高精度水体皮温-表温三维同步观测仪器。目前地面温度或水体皮温的测量精度,据报道国外皮温测量精度为0.1k~0.3K,国内测量精度低于1K,成为我国热红外卫星遥感场地定标的瓶颈之一,也是导致我国目前热红外遥感反演精度低的重要原因。我们设计了可以同步测量水体皮温和表温的新型仪器,The Buoyage Equipment for Skin Temperature (BEST),该仪器的测量精度可以达到0.05K(15mK)。该仪器可以应用于遥感反演SST的真实性检验,也是卫星热红外传感器在轨场地定标必备的现场测量仪器。该仪器也是世界上第一台具有亚毫米分辨率的海洋-大气边界层温度观测仪器,能够测量海洋-大气作用边界处的“作用温度”。目前的海气相互作用研究采用的温度不是作用界面的温度,因此,该仪器将大大改进海气相互作用界面的观测,为海气相互作用研究提供更加精细的观测资料,对海气相互作用研究、海洋数值模拟、气象预报研究等具有重要应用价值。仪器专利已获授权。

5. 提出岛礁海洋权益指数及其计算方法(与叶海彬博士合作成果)。根据不同岛礁拥有的海洋权益的差异,提出了岛礁海洋权益指数(简称海权指数)的概念及其计算方法。这对岛礁价值的定量化评价具有实际应用价值。






 ■ 论文及专著:

2014  Journal paper

Quanjun HeChuqun Chen*. A New Approach for Atmospheric Correction of MODISImagery Over Turbid Coastal Waters: A Case Study for the Pearl River Estuary. RemoteSensing Letters, 2014 Vol. 5, No. 3, 249–257. http://dx.doi.org/10.1080/2150704X.2014.898192.

Ye Haibin, Chen Chuqun*, Sun Zhaohua, et al., 2014, Esimation of primaryproductivity in Pearl River Estuary using MODIS data. Estuaries and Coasts.doi: 10.1007/s12237-014-9830-5.

Ye Haibin, Chen Chuqun*, Tang shilin, et al., Remote sensing assessment ofsediment variation in the Pearl River Estuary induced by Typhoon Vicente.Aquatic Ecosystem Health and Management Society 17(3): 1-10;  

Fenfen Liu and Shilin Tang, Chuqun Chen*, Temporal Variability ofChromophoric Dissolved Organic Matter in the Pearl River Estuary, China from2003 to 2009. Aquatic Ecosystem Health and Management Society 17(3),2014.

2013 Journal paper

Liu Fenfen, Chen Chuqun* Zhan Haigang.Decadal variability of chlorophyll a in the South China Sea: a possiblemechanism. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2012, 30: 1107-1115.

Liu Fenfen, Tang Shilin, ChenChuqun*. Impact of nonlinear mesoscale eddy on phytoplanktondistribution in the northern South China Sea. Journal of Marine Systems, 2013,DOI: 10.1016/j.jmarsys.2013.04.005.

Liu Fenfen, Tang Shilin, ChenChuqun*. Retrieval of heavy metal zinc in the particulatephase from MERIS in the Pearl River Estuary. 2013, Remote Sensing Letters,DOI:10.1080/2150704X. 2013.798711.

2013conference paper

Chuqun Chen, Fenfen Liu and Shilin Tang. Remotely-sensedturbidity and its possible impact on coral bleaching in Northern South ChinaSea (Theproceedings of 35th International Symposium on Remote Sensing ofEnvironment , Beijing, 2013)

CHEN Chuqun, ZHENG ShanshanTANG Shilin. A New Method for Retrieval of SST fromASTER Image(The proceedings of the 34th Asian Conference of remote sensing,Bali, Indonesia, 2013).

  2012conference papers

Chen Chuqun, Liu Fenfen, Tang Shilin. Estimation of heavy metalconcentration in the Pearl River Estuary waters from remote sensing data. IEEEGeoscience and Remote Sensing Symposium, 2012, 2575-2578

Liu Fenfen, Chen Chuqun, Remote sensing study of the seasonal distribution ofphytoplankton groups in the South China Sea. IEEE Geoscience and Remote SensingSymposium, 2012, 2563-2566.

2011 Journal papers

Liu Fenfen., Chen Chuqun*, Tang Shilin. Retrieval of chlorophyll aconcentration from a fluorescence enveloped area using hyperspectral data.International Journal of Remote sensing, 2011, 32: 3611-3623.

Zhang Yuanzhi, Lin, Hui, Chen Chuqun,et al. Estimation of chlorophyll-a concentration in estuarine waters: casestudy of the Pearl River estuary, South China Sea. ENVIRONMENTAL RESEARCHLETTERS,2011,6

2010 Journal paper

Wandong Ma, Qianquo Xing, Chuqun Chen,Yuanzhi Zhang. et al. Using the normalized peak area of remote sensingreflectance in the near-infrared region to estimate total suspended matter,International Journal of Remote Sensing, DOI:10.1080/01431161. 2010.524673.

2010 Conference paper

Chen Chuqun, Liu Fenfen, He Quanjun, Shi Heyin. The possibilityon estimation of concentration of heavy metals in coastal waters from remotesensing data. IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2010, 4216-4219.

2001-2009 Journal papers

Shilin Tang, Chuqun Chen, HaigangZhan and Tonghui Zhang, Determination of ocean primary productivity usingsupport vector machines. International Journal of Remote Sensing. Volume 29,p6227-6236, 2008.

Shilin Tang, Chuqun Chen, HaigangZhan, Jianlin Zhang, Jingkun Yang. An appraisal of surface chlorophyll estimationby satellite remote sensing in the South China Sea. International Journal ofRemote Sensing, 2008

Chuqun CHEN, Shiling TANG, Zhilin PAN, Haigang ZHAN.Remotely-sensed assessment of water quality levels in the Pearl River Estuary,China. Marine pollution bulletin. Volume 54, p1267-1272, 2007.

XING Qianguo, CHEN Chuqun, SHI Ping,YANG Jing-kun, TANG Shi-lin. An Atmospheric Correction for Sea SurfaceTemperature Retrieval in Coastal Waters. Acta Oceanologica Sinica, 25(3):25-34, 2006.

Qianguo XING, Chuqun CHEN, and PingSHI. Method of integrating Landsat-5 and Landsat-7 data to retrieve sea surfacetemperature in coastal waters on the basis of local empirical algorithm. OceanScience Journal, Vol.41, No.2, 97-104, 2006.

Haigang ZHAN, Ping SHI, Chuqun CHEN.A Bayesian based quasi-analytical algorithm for retrieved of inherent opticalproperties from ocean color. CHINESE SCI BULL 50 (23): 2770-27772005.

Magnus Larson, Raffaella Bellanca, LennartJeonssonChuqun Chen and Ping Shi. A Model of the 3DCirculation, Salinity Distribution,andTransport Pattern in the Pearl River Estuary, China. Journal of CoastalResearch, 21 (5): 896-908 SEP 2005.

Zhang Qingling, Chen Chuqun, Shi Ping, Kedong YIN. CHARACTERISTICS OF Kd(490)AROUND NANSHA ISLANDS IN THE SOUTH CHINA SEA. Marine Science Bulletin, Vol.6,No:1,2004. p.9-17.

Haigang Zhan, Ping Shi, and Chuqun Chen.Retrieval of Oceanic Chlorophyll Concentrations using Support Vector Machines,IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2003, 41(12): 2947~2951.

Haigang Zhan, Zhongping Lee, Ping Shi, ChuqunChen, and Kendall L. Carder. Retrieval of Water Optical Properties forOptically Deep Waters Using Genetic Algorithms. IEEE Trans. Geosci. RemoteSensing, 2003, 41(5): 1123~1128.

Chuqun CHEN, Ping SHI, A local algorithm for retrieval of yellowsubstance (gelbstoff) in coastal waters from SeaWiFS data: Pearl River Estuary,China. International Journal of Remote Sensing. vol24, no5, 1171-1176, 2003.

Chuqun CHEN, Ping SHI, Qingwen MAO. Application of Remote SensingTechniques for Monitoring the Thermal Pollution of Cooling-water Discharge fromNuclear Power Plant. Journal of Environmental Science and Health (A). vol.A38,No.8, pp.1659-1668, 2003.

Chuqun CHEN, Lennart Joensson, Magnus Larson. Parameters tocharacterize biological conditions in marine and coastal waters retrieved fromSeaWiFS data. Marine Technology Society Journal. Vol.36, No.1, pp.14-22. 2002.

Chen Chu-qun, Shi Ping, Magnus Larson and Lennart Jönsson.Estimation of chlorophyll-a concentration in the Zhujiang River Estuary fromSeaWiFS data. Acta Oceanologica Sinica, Vol.21,No.1, 27-36, 2002.

ZHANG Haigang, SHI Ping & CHEN Chuqun. Inversion of oceanic chlorophyll concentrations by neural networks.Chinese Science Bulletin vol.46, No.2, pp.158-161. 2001.

2001-2009 Conference papers

Tang, S., Dong,  C.Q., Chen, C., Liu, F.,Retrieval of suspended sediment concentration in the Pearl River Estuary fromMERIS using support vector machines, IEEE Geoscience and Remote SensingSymposium, 2009, 3: 239-242.

Fenfen Liu, Shilin Tang and Chuqun Chen,Remotely sensed study of air-sea CO2 fluxes variability in the Northern SouthChina Sea, IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium,p239-242, 2009.

Chuqun Chen, Shilin Tang, Ping Shi and Haigang Zhan,Remotely-sensed investigation of the impact of Yangtze River's discharge to theEast China Sea, IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium,p472-475, 2009.

Chuqun Chen, Shilin Tang, Qianguo Xing, Jinkun Yang, Haigang Zhanand Heyin Shi, A derivative spectrum algorithm for determination ofchlorophyll-a concentration in the Pearl River estuary, IEEE InternationalGeoscience and Remote Sensing Symposium, p925-928, 2007.

Shilin TANG, Chuqun Chen, HaigangZhan and Dazhi Xu, Remotely-sensed estimation of the euphotic depth in thenorthern South China Sea. IEEE International Geoscience and Remote SensingSymposium, p917-920, 2007.

Chuqun CHEN, Ping SHI, Haigang ZHAN. Retrieval of gelbstoff absorption coefficientin Pearl River estuary using remotely-sensed ocean color data. IGARS 2005: IEEEINTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING SYMPOSIUM, Vol. 1-8,PROCEEDINGS :2511-2514, 2005.

Chuqun CHEN, Zhilin PAN, Ping SHI, Haigang ZHAN. Application ofsatellite data for integrated assessment of water quality in the Pearl RiverEstuary, China. IGARS 2005: IEEE INTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSINGSYMPOSIUM, Vol. 1-8, PROCEEDINGS : 2550-2553, 2005.

Chuqun CHEN, Jun WEI, Ping SHIAtmosphericcorrection of SeaWiFS imagery for turbid waters in Southern China coastal areasproceedings of SPIE, Ocean Remote Sensing and Applications, 2003, Vol.4892, 80-86.

Chuqun CHEN, Ping SHI, Kedong YIN, Zhilin PAN, Haigang ZHAN,Chuanmin HU. Absorption coefficient of yellow substance in the Pearl Riverestuary. proceedings of SPIE, Ocean Remote Sensing and Applications, 2003, Vol.4892, 215-221.

Chuqun CHEN, Ping SHI. Retrieval of yellow substance (DOC) in thecoastal waters of the Pearl River estuary from SeaWiFS data. Invitational paperfor IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS'01, Sydney, July,2001.


26篇中文核心期刊论文:

1. 郑珊珊,陈楚群*,不依赖现场数据的ASTER海表温度反演方法. 《热带海洋学报》32 卷第5期。

2. 刘汾汾,陈楚群, 唐世林. 基于改进的多目标决策的水环境质量综合评价. 《中国环境监测》第25卷第5期,P. 472009

3.刘汾汾, 陈楚群, 唐世林, 邢前国, 刘大召. 基于现场光谱数据的珠江口 MERIS 悬浮泥沙分段算法. 《热带海洋学报》28 卷第1 P. 9-14 2009

4.杨锦坤, 陈楚群. 珠江口二类水体水色三要素的优化反演,《热带海洋学报》第26 卷第5 , P. 1520, 2007.

5.唐世林,陈楚群, 詹海刚. 南海真光层深度的遥感反演. 《热带海洋学报》第26 卷第1 ,P.10~15, 2007. (CT10)

6. 杨锦坤,陈楚群,唐世林,刘大召. 珠江口水体叶绿素荧光特性研究.《热带海洋学报》第26 卷第4 , P. 1620, 2007.

7. 唐世林, 陈楚群, 詹海刚. 海洋初级生产力的遥感研究进展.《台湾海峡》,25卷第四期,, p591-598, 2006.

8. 李小斌,陈楚群,施平,詹海刚,何全军. 南海1998-2002 年初级生产力的遥感估算及其时空演化机制. 《热带海洋学报》第25 卷第3 期。2006 .

9. 沈春燕,陈楚群,詹海刚.人工神经网络反演珠江口海域叶绿素浓度,《热带海洋学报》,2005246),p.38-43.

10. 詹海刚,施平,陈楚群:基于遗传算法的二类水体水色遥感反演。《遥感学报》2004 Vol.8No.1p.31-36

11. 陈楚群,潘志林,施平:海水光谱模拟及其在黄色物质遥感反演中的应用,《热带海洋》,Vol.22,No.5, 33-39, 2003年。

12. 张清凌,陈楚群,施平:南沙水域水体漫衰减系数K(490)的特性研究,《热带海洋》,第22卷第1期,9-16页,2003年。

13. 韦钧,陈楚群,施平:一种实用的SeaWiFS二类水体大气校正方法,《海洋学报》,第24,4,69-772002

14. 陈楚群,施平.应用水色卫星遥感技术估算珠江口海域溶解有机碳浓度,《环境科学学报》,第21卷第6期,721-725200111月。

15. 陈楚群,施平, 毛庆文. 南海海域叶绿素浓度分布特征的卫星遥感分析。《热带海洋》,第20卷第2期,66-702001年。

16. 詹海刚,施平,陈楚群,利用神经网络反演海水叶绿素浓度,《科学通报》,2000年,第45卷,第17期,pp.1879-1884

17. 陈楚群.海洋水色遥感资料红光波段的大气校正。《热带海洋》,第16卷第3期,1997P81-87.

18. 陈楚群,施平,毛庆文. 应用TM遥感资料估算沿岸海水表层叶绿素浓度模型研究。《环境遥感》,1996年第3期。P168-176.

19. 陈楚群,施平,毛庆文. 大亚湾表层海水叶绿素浓度卫星遥感探测。《大亚湾海洋生物资源的持续利用》论文集,科学出版社,1996年, pp.59-66.

20. 陈楚群,施平,蒋福康.大亚湾马尾藻资源量的卫星遥感调查。《大亚湾海洋生物资源的持续利用》论文集,科学出版社,1996年, pp.67-71.

21. 陈楚群. 绥德县土地资源人口承载力初步研究.《陕北黄土高原地区遥感应用研究》(论文集), 科学出版社, 1991年,pp.186-194.

22. 宋桂琴,陈楚群. 陕北黄土高原土地资源遥感评价研究. 《陕北黄土高原地区遥感应用研究》(论文集), 科学出版社, 1991年,pp.157-169.

23. 宋桂琴,陈楚群. 陕北黄土高原土地类型遥感调查. 《陕北黄土高原地区遥感应用研究》(论文集), 科学出版社, 1991年,pp.170-180.

24. 陈楚群. 黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀影响因素遥感分析.《遥感技术与应用》专辑,1991

25. 陈楚群,陈捷. 陕北黄土高原土地类型区域分异规律遥感分析. 环境遥感》1992年第1,pp.1-8

26. 陈楚群. 土壤侵蚀量多因子灰色模型的建立与应用. 《水土保持学报》1991年,第1期, pp.27-32。


专利申请:

1.陈楚群,何全军。发明专利申请:“一种II类水体水色遥感数据大气校正新方法”(公开号:CN103389494A

2. 陈楚群。发明专利申请:“水体皮温-表温同步测量装置及其对卫星遥感的定标方法”(公开号:CN103439025A).

3. 陈楚群。实用新型专利:“一种水体皮温-表温同步测量装置”(已授权,专利号:ZL201320550972.9)。

4. 陈楚群,叶海彬。发明专利申请:用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数及其计算方法(专利申请号:201410193559.0)。