1.一种获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)收集研究区域内若干航次的生物光学参数原位测量数据及TSM浓度实验室分析数据,并根据测量深度将TSM浓度实验室分析数据与相应深度的生物光学参数原位测量数据相匹配,构建TSM浓度‑生物光学参数匹配数据集;所述生物光学参数包括颗粒物后向散射系数、束衰减系数、粒子数浓度、粒径分布、吸收系数、水体浊度、叶绿素a浓度、有色可溶性有机物浓度;
(2)基于TSM浓度‑生物光学参数匹配数据集,对TSM浓度与各类生物光学参数之间进行相关性定量分析,分别计算TSM浓度与各类生物光学参数在线性及对数拟合方式下的决定系数,并选取所得决定系数更大的拟合方式,将该拟合方式下得到的决定系数与设定阈值相比较,筛选出决定系数大于设定阈值的生物光学参数,构成生物光学参数数据集;
(3)基于生物光学参数数据集,利用逐步回归法确定最优生物光学参数,并得到最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式;
(4)利用最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式处理研究区域内垂向分布的生物光学参数原位测量数据,得到相应的TSM浓度垂向分布数据。
2.根据权利要求1所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,设定阈值大于等于0.70。
3.根据权利要求1所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式为:f(TSM)=a0+a1·f(x1)+a2·f(x2)+…+an·f(xn)
式中:TSM为TSM浓度,ai为拟合系数,i=0,1,2,…,n;xj为生物光学参数,j=1,2,3,…,n;f为TSM浓度与生物光学参数间的拟合关系,为线性关系或对数关系。
4.根据权利要求1所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述步骤(4)还包括:对TSM浓度垂向分布数据进行无量纲化处理,计算相对水深及归一化TSM浓度,计算公式为:hr=1‑z/h
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TSM(hr)=TSM(hr)/TSMsurf
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式中:hr为相对水深,z为测量点处水深,h为总水深,TSM(hr)为归一化TSM浓度,TSM(hr)为相对水深hr处的TSM浓度值,TSMsurf为表层TSM浓度;
利用目视解译法,对无量纲化后的TSM浓度垂向分布数据进行分析,对研究区域内TSM浓度垂向分布的类型进行划分。
5.根据权利要求1所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法还包括以下步骤:利用TSM浓度实验室分析数据对步骤(3)中最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式进行精度检验,若精度检验结果满足设定要求,进入步骤(4),若精度检验结果不满足设定要求,则增大步骤(2)中TSM浓度与各类生物光学参数间的决定系数的设定阈值,直到满足精度检验的设定要求。
6.根据权利要求5所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述精度检验包括:将生物光学参数数据集输入最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式,得到TSM浓度计算值,将TSM浓度计算值与生物光学参数数据集对应的TSM浓度实验室分析数据进行一致性分析,得到决定系数、平均绝对相对误差和均方根误差。
7.根据权利要求5所述的获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,生物光学参数数据集按设定比例随机划分为训练集与验证集,所述训练集用于逐步回归法训练,所述验证集用于精度检验。
8.一种获取海洋悬浮颗粒物浓度垂向分布的系统,其特征在于,包括:
数据集构建模块:用于收集研究区域内若干航次的生物光学参数原位测量数据及TSM浓度实验室分析数据,并根据测量深度将TSM浓度实验室分析数据与相应深度的生物光学参数原位测量数据相匹配,构建TSM浓度‑生物光学参数匹配数据集;所述生物光学参数包括颗粒物后向散射系数、束衰减系数、粒子数浓度、粒径分布、吸收系数、水体浊度、叶绿素a浓度、有色可溶性有机物浓度;
生物光学参数筛选模块:用于基于TSM浓度‑生物光学参数匹配数据集,对TSM浓度与各类生物光学参数之间进行相关性定量分析,分别计算TSM浓度与各类生物光学参数在线性及对数拟合方式下的决定系数,并选取所得决定系数更大的拟合方式,将该拟合方式下得到的决定系数与设定阈值相比较,筛选出决定系数大于设定阈值的生物光学参数,构成生物光学参数数据集;
参数拟合模块:用于基于生物光学参数数据集,利用逐步回归法确定最优生物光学参数,并得到最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式;
TSM浓度垂向分布输出模块:用于利用最优生物光学参数与TSM浓度间的拟合关系式处理研究区域内垂向分布的生物光学参数原位测量数据,得到相应的TSM浓度垂向分布数据。