近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員唐世林團(tuán)隊(duì)在光學(xué)淺水水深反演研究方面取得新進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了在無實(shí)測水深的情景下，融合激光雷達(dá)數(shù)據(jù)和多光譜遙感影像在礁區(qū)光學(xué)淺水反演得到高空間分辨率的水深專題圖。相關(guān)研究發(fā)表于IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。黃宇業(yè)為該論文第一作者，唐世林為通訊作者。

　　獲取珊瑚礁海域的水深信息是遙感監(jiān)測珊瑚礁底棲生物環(huán)境的重要步驟之一，珊瑚礁的地形復(fù)雜，零散分布和暗礁叢生使得礁區(qū)水深實(shí)測數(shù)據(jù)稀疏甚至空白。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，激光雷達(dá)衛(wèi)星可以為近岸光學(xué)淺水水深校正提供精確的沿軌水深數(shù)據(jù)，通過與高空間分辨率的多光譜遙感影像融合，可獲取到面狀高空間分辨率的礁區(qū)光學(xué)淺水水深信息。

　　唐世林團(tuán)隊(duì)基于三種大氣校正算法（ACOLITE，Sen2Cor，SeaDAS）下應(yīng)用三種水深反演模型［對數(shù)波段比的線性（LRM）、多項(xiàng)式（PRM）和指數(shù)模型（ERM）］融合ICESat-2激光雷達(dá)數(shù)據(jù)和Sentinel-2A/B多光譜影像獲取西沙群島典型珊瑚礁海域（浪花礁）的高空間分辨率水深信息。

　　研究結(jié)果表明，三種反演算法均可獲得高精度的礁區(qū)光學(xué)淺水水深數(shù)據(jù)。水深反演平均絕對誤差（MAEs）為0.44-0.74m，均方根誤差（RMSE）為0.61-0.96m。考慮到衛(wèi)星數(shù)據(jù)可能存在一定的不確定性，將水深反演結(jié)果與實(shí)測水深進(jìn)行了精度對比。結(jié)果表明，在無實(shí)測水深數(shù)據(jù)輔助的情景下，將ICESat-2激光雷達(dá)獲得的沿軌水深數(shù)據(jù)與Sentinel-2A/B多光譜遙感影像融合可獲取面狀高空間分辨率的光學(xué)淺水水深信息。該項(xiàng)目的成果既可彌補(bǔ)傳統(tǒng)平臺測深技術(shù)在珊瑚礁地形探測的不足，也可為珊瑚礁水下地形遙感分析的長期目標(biāo)以及珊瑚礁的開發(fā)與保護(hù)提高數(shù)據(jù)支撐。

　　上述研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、海南省科技專項(xiàng)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等共同資助完成。

　　相關(guān)論文信息：https://ieeexplore.ieee.org/document/10113299

在三種大氣校正方法下應(yīng)用三種水深反演模型融合Sentinel-2A/B多光譜影像和ICESat-2激光雷達(dá)數(shù)據(jù)在浪花礁海域生成的水深專題圖