①课题来源与背景:本项目为广东省科技计划项目（粤财教[2011]511 号），项目编号： 2011B031100003。雷州半岛西南沿岸包括了很重要的珊瑚礁生态系统，其生态监控区2004年为健康状态，2005年即变成亚健康；是近岸海域生态健康变化遥感评价的理想基地。研究这个转变过程的生态要素遥感方法、分布制图和健康变化监测关键技术分析，不仅可以提供该海域生态参数快速监测手段，而且对于避免该海域重走“珠江口及邻近海域环境生态修复工程”的覆辙，具有重要的海域保护示范意义。

     ②技术原理及性能指标：1）技术原理：针对广东雷州半岛西南沿岸生态控制区典型海域生态健康级别变化（从健康到亚健康）、主要水质参数的时空格局等科学问题，从星地同步的遥感观测和多次海面实验数据（实地光谱和化学分析）着手，研究多/超光谱遥感水温、浊度、叶绿素a、盐度、pH、溶解氧（DO）、化学耗氧量(COD）、无机氮（氨氮、亚硝酸氮和硝酸盐）和活性磷酸盐等主要海域生态健康参数建模与反演制图关键技术，适当收集生物调查和底泥污染数据，揭示研究区近十年生态健康降级的水质参数时空变化规律；建立雷州半岛近岸海域生态健康评价遥感指标体系与权重模型，为典型海域水质参数与生态健康遥感快速评估、时空演变和（珊瑚礁）生态健康预警服务提供关键技术方法支持。2）性能指标：（1）开发了水体透明度光谱与遥感模型：综合 490nm 处垂直漫衰减系数Kd(490)和光束衰减系数c(490)与遥感反射率关系，建立了基于双波段遥感反射率比值和潮汐系数修正的适用于近海岸海水透明度反演的半分析光谱模型。该模型只需要490nm与560nm 两个波段处遥感反射率即可完成透明度的反演。（2）开发了宽范围悬浮物浓度遥感模型：考察了21 个与MODIS 传感器相关的悬浮泥沙模型，选择其中的6 个模型进行校正和验证。研究中总共使用了60 个水体采样数据以及同步的光谱数据，悬浮泥沙浓度范围在5.8~577.2mg/l。选择其中40个样点校验。剩余的20 个样点用来验证。结果表明，对数比率模型精度最高( R^2=0.752，N=40)。(3）揭示了研究海域近五年生态健康降级的主要驱动力：基于2010-2013野外实验光谱数据，开发了近岸海域水质参数（透明度、悬浮物）等生态健康主要参数的遥感方法，并建立了权重模型；研究表明，雷州半岛西南沿岸海域近五年生态健康降级的主要驱动力分别为石油类（权重0.5）、悬浮物（权重0.4）和初级生产力（权重0.1）；产生了雷州半岛西南沿岸海域生态健康变化的时空格局。(4）优化了近岸二类水体生物光学模型参数：采用模拟退火算法同时优化了悬浮物后向散射模型系数bbx 以及双向反射因子f/Q（N＝43），并开发了生物光学正演模型（N＝22）。文章优化的f/Q 为0.1049，悬浮物在参考波长531 nm 处后向散射系数bbx 为0.268×[TSS]^0.295。验证结果说明迭代优化的bbx 以及f/Q ,只需提供6 个波段的反射率就能够计算悬浮泥沙浓度，CDOM、叶绿素a 的浓度。（5）开发了综合生态健康权重模型：BI=0.5*S+0.1*P+0.4*TSS，式中：S 为石油含量归一化值，P 为初级生产力归一化值，TSS 为悬浮物归一化值。（6）研究了暴雨对徐闻珊瑚礁水质影响、分析了近10 年徐闻水质参数变化。根据遥感制图所得暴雨后的TSS 图像的变化，我们发现具有8 级风力的热带风暴苏迪罗袭港期间徐闻珊瑚礁地区的TSS 浓度相对于在无风暴条件大幅增加。研究发现，2005-2006 年，徐闻珊瑚礁自然保护区悬浮物浓度比较高，透明度低，水质污染较为严重，与这两年水体呈现亚健康相吻合。

    ③技术的创造性与先进性：1）建立了基于双波段遥感反射率比值和潮汐系数修正的适用于近海岸海水透明度反演的半分析光谱模型（光谱学与光谱分析，第34卷第2期：477-482）；2）开发了宽范围悬浮物浓度遥感模型（ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, Vol.99, 2015: pp 58-69）；3）优化了近岸二类水体生物光学模型参数（热带地理，2014，34（3）：351-358）；

    ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：悬浮物遥感模型适宜在美国墨西哥湾、长江口和广东海岸应用；透明度遥感反演模型、生物光学模型参数可在广东近岸应用。

     ⑤应用情况及存在的问题：项目的有关设计内容与方法，已经在徐闻海洋与渔业局相关人员的工作和论文报告中得到应用；明确提出利用海洋遥感技术开展徐闻珊瑚礁光谱分析;项目成果被国家海洋局南海环境监测中心和徐闻珊瑚礁国家级自然保护区应用，认识了相关保护区水质变化的时空过程规律，特别是使对热带风暴、潮汐对珊瑚礁保护区（核心区、缓冲区、试验区）水质的差异影响有了更深入的认识，并制作了有关海域高分辨率卫星遥感影像，为进行有关海域管理和保护规划提供了重要参考信息，具有显著的社会效益。项目有关研究成果，也已经通过国家海洋局南海海洋环境监测中心开展后期项目合作与应用，有关定量化遥感模型可以在南海大陆沿岸的广阔海岸海域开展应用，前景十分广阔。目前，有关悬浮物、透明度遥感方法的成果，已经用于广州青少年科技创新项目“夏季海滩水质台风暴雨影响遥感分析--以阳江海陵岛大角湾为例”，在国际期刊的发表比较带来国际同行的极大关注，在国际会议的交流也将进一步扩大本项目成果的学术影响。存在问题：有关模型的内陆水体应用，需要进一步验证。

    ⑥历年获奖情况：无。