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Erkennung und Abschätzung von Meereis in der Liaodong-Bucht anhand von HY-1C/D-Satellitendaten

  • role： First author第一作者
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

  • Email：MG21270021@smail.nju.edu.cn
  • Introduction：李玲，研究方向为海洋环境遥感。E-mail： MG21270021@smail.nju.edu.cn
LI Ling1,  
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

    Collaborative Innovation Center of South China Sea Studies, Nanjing University, Nanjing 210093, China

SUO Ziyi12,  
  • Affiliation：

    National Satellite Ocean Application Center, Beijing 100081, China

SHI Lijian3,  
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

    College of Harbour and Coastal Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China

WANG Qing14,  
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

JIAO Junnan1,  
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

TANG Jun1,  
  • role： Corresponding author通信作者
  • Affiliation：

    International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China

  • Email：Luyc@nju.edu.cn
  • Introduction：陆应诚，研究方向为海洋环境遥感。E-mail： Luyc@nju.edu.cn
LU Yingcheng1*

Resümee

Meereis ist ein wichtiger Gegenstand der Überwachung der Meeresumwelt. Optische Fernerkundung kann technische Unterstützung für die detaillierte Überwachung des Meereises bieten und ermöglicht eine dynamische Überwachung sowie eine quantitative Abschätzung des Meereises. Die chinesische Meeresfarbgeschäftssatellitenkonstellation Haiyang-1C/D (HY-1C/D) ist mit dem Küstenzonenbildgeber CZI (Coastal Zone Imager) und dem Wasserfarben- und Temperaturscanner COCTS (Chinese Ocean Color and Temperature Scanner) ausgestattet, die für die geschäftliche Überwachung von Meereis geeignet sind. Diese Studie untersucht das Meereis in der Liaodong-Bucht im Bohai-Meer in China von Dezember 2021 bis März 2022. Es wurden Satellitenbilddaten von HY-1C/D während der Eisperiode gesammelt, um Meereiserkennung und -abschätzung durchzuführen, die Erkennungseffizienz von CZI- und COCTS-Daten für Meereis zu bewerten und die Bildmerkmale typischer Ziele wie Meereis, Meerwasser und Wolken im optischen (sichtbaren bis nahen Infrarot) und thermischen Infrarotbereich zu analysieren. Darüber hinaus wurde angesichts der vom Wolkenstörungsproblem bei der Meereiserkennung in optischen Fernerkundungsbildern ausgegangen, basierend auf deren Fernerkundungsreaktionsmechanismen und Bildmerkmalunterschieden in den genannten Bändern, eine wolkentaugliche Maskierungsmethode für die Verbreitungsgebiete von Meereis bei den HY-1C/D-Satelliten vorgeschlagen und eine präzise Extraktion des Meereises durchgeführt. Aufbauend auf der Erkennung wurde die Effizienz der optischen Fernerkundungsschätzung der Meereisdichte, eines wichtigen physikalischen Parameters, mit HY-1C/D-Daten weiter bewertet. Die Ergebnisse zeigen: Durch Einführung des thermischen Infrarotbereichs und Nutzung des Helligkeitstemperaturunterschieds zwischen Meereis und Wolken zur Wolkenmaskierung wird es möglich, Meereispixel mit einem globalen Schwellenwert zu extrahieren; durch die hochpräzise Extraktion des Meereises in CZI- und COCTS-Bildern kann die Meereisdichte geschätzt werden, die effektiv das Vermischungsverhältnis von Meereis und Meerwasser in den Pixeln widerspiegelt, wodurch eine Entmischung der Meereis- und Meerwasserpixel erreicht und die Schätzgenauigkeit der Meereisflächenabdeckung verbessert wird. Zusammengefasst weist das vorgeschlagene Verfahren eine hohe Genauigkeit und Störungsresistenz bei der Erkennung und Extraktion von Meereis in HY-1C/D-Daten auf und kann als methodische Referenz für kommerzielle Meereisüberwachungsanwendungen chinesischer ozeanischer optischer Satelliten dienen.

Schlüsselwort

Haiyang-1C/D-Satellit;Meereis;spektrale Eigenschaften;Helligkeitstemperatur;Wolkenerkennung;Meereisdichte

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