撰稿：黄宇业
审定：王春在
近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）海洋遥感监测团队在光学浅水水深反演研究方面取得新进展，实现了在无实测水深的情景下，融合激光雷达数据和多光谱遥感影像在礁区光学浅水反演得到高空间分辨率的水深专题图。相关研究成果，以“An Appraisal of Atmospheric Correction and Inversion Algorithms for Mapping High-resolution Bathymetry over Coral Reef Waters”为题发表在国际遥感杂志IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing（IF: 8.125）上，博士研究生黄宇业为第一作者，唐世林为通讯作者。
获取珊瑚礁海域的水深信息是遥感监测珊瑚礁底栖生物环境的重要步骤之一，零散分布和暗礁丛生使得礁区水深实测数据稀疏甚至空白。随着遥感技术的发展，激光雷达卫星（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2，ICESat-2）可以为近岸光学浅水水深校正提供精确的沿轨水深数据，通过与高空间分辨率的多光谱遥感影像融合，可获取到面状高空间分辨率的礁区光学浅水水深信息。
唐世林研究团队基于三种大气校正算法（ACOLITE, Sen2Cor, SeaDAS）下应用三种水深反演模型（对数波段比的线性（LRM）、多项式（PRM）和指数模型（ERM））融合ICESat-2激光雷达数据和Sentinel-2A/B多光谱影像获取西沙群岛典型珊瑚礁海域(浪花礁)的高空间分辨率水深信息。研究结果表明三种反演算法均可获得高精度的礁区光学浅水水深数据。水深反演平均绝对误差（MAEs）为0.44-0.74m，均方根误差（RMSE）为0.61-0.96m。考虑到卫星数据可能存在一定的不确定性，将水深反演结果与实测水深进行了精度对比。结果表明在无实测水深数据辅助的情景下，将ICESat-2激光雷达获得的沿轨水深数据与多光谱遥感影像融合可获得高空间分辨率的光学浅水水深信息，能够支持遥感分析珊瑚地形的长期目标。
在三种大气校正方法下应用三种水深反演模型融合Sentinel-2A/B多光谱影像和ICESat-2激光雷达数据在浪花礁海域生成的水深专题图
该研究由国家自然科学基金项目、海南省科学技术专项、中国科学院战略性先导科技专项等共同资助完成。
相关论文信息：Huang, Y., Yang, H., Tang, S., Liu, Y., & Liu, Y. (2023). An Appraisal of Atmospheric Correction and Inversion Algorithms for Mapping High-resolution Bathymetry over Coral Reef Waters. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
网址：https://ieeexplore.ieee.org/document/10113299
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