油砂混合水体后向散射系数光谱贡献分离算法Ⅰ：实验理论

摘要：

在石油类污染水体中,油会吸附在悬浮颗粒物表面而形成一个双层结构,影响水体后向散射系数光谱特征,分离水体石油类物质与悬浮颗粒物对后向散射系数光谱的贡献,能提高水体石油类污染后向散射理论模型的准确性。将美国 Wyatt公司生产 DAWN HELEOS Ⅱ18角度散射测量仪、美国 SEQUOIA 公司生产的 LISST-100x B粒径仪和美国 Hobilabs公司的后向散射仪 HydroScat-6 Sprctral Backscattering Sen-sor(HS6)联动观测,构成后向散射系数光谱测量系统,分别测量不同水样的散射强度电压值、粒径分布及粒径浓度、后向散射系数等参数,提出了利用 Mi e散射理论计算未知折射系数物质的体散射函数β(λ,θ)的新思路及分离后向散射系数光谱的算法。选择已知折射系数m的石英砂作为颗粒物与采自不同油田区域的油污水进行配比,获取不同特性水样,测定相关数据。首先,根据 Mi e散射理论计算出各样本对应的水体体积散射函数β(λ,θ)；其次,建立的DAWN HELEOS Ⅱ18角度激光散射仪测定散射强度对应的电压值V(θ)转化为体积散射函数β(λ,θ)的关系式；再次,根据最优化方法估算出油砂混合的等效折射系数mo s以及油的折射系数mo；最后,利用β(λ,θ)和估算的mo s值及mo 计算出各类样本的后向散射系数bb (λ),分别建立油污水bb,o (λ)和石英砂bb,s (λ)与油砂混合总bb,os (λ)的分离算法。分离算法的建立一方面提高了水体石油类污染后向散射理论模型的准确性,另外一方面拓展了米散射理论在海洋水色遥感中的应用。

关键词：油砂混合水体、后向散射测量仪、Mie散射理论、体积散射函数、分离算法

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分类号：p733.3+1

资助基金：国家自然科学基金项目41271364;国家科技支撑计划项目2012BAH32B01-4;国家海洋公益性行业科研专项项目201005025-04;广东海洋大学科研启动经费项目E16187

在线出版日期：2017-03-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：205-211