2021年3月至11月,齐鲁空天信息研究院三十四室(空间信息处理与应用系统技术重点实验室二部)联合山东省第一地质矿产勘查院,搭乘“禹坪一号”科考船在东营港至黄河入海口近海区域,开展海上联合观测实验。11月29日,随着第四季度采样工作的结束,本年度海上观测任务圆满完成。
本次实验主要面向黄河流域山东段生态环境相关问题,综合利用遥感卫星、无人机、微传感器等多种观测手段,获取黄河流域海洋生态环境的真实数据,实现流域生态环境的多维度、多视角、立体化描述,进一步激发流域生态环境领域研究活力。实验每季度开展一次,研究区域为东营港至黄河入海口一带海域。通过四个季度的实验,获取了海水水质、海水光谱、海底沉积物等实测数据,后期将用于开展黄河入海口生态环境关键参数反演,进行黄河流域区域性生态环境遥感监测,探索遥感技术助力黄河流域生态保护和高质量发展的有效模式。
为使实验工作更具效果,科研人员在前期研究区域确定等方面进行了大量评估工作,尤其与合作单位反复沟通,并听取海洋科考一线人员对于海上环境的评估,综合考量遥感数据质量和过境时间,最终确定了上述实验区域。该区域含黄河入海口海水分界线独特景观,海水悬浮物、沉积物等指标变化梯度明显。科研人员结合这一特点确定了观测方案,并明确了观测指标、采样标准、检测化验方式等环节具体问题,为实验开展奠定了基础。
近海地区有其独特的理化特征及区位特性,近海地区交叉学科因其在研究由陆地向海洋过渡地带的生态环境保护问题、构建陆海一体监测系统中的重要地位而受到广泛关注。但由于近海研究区如潮间带等地区的位置特殊,数据获取难度较大,相关研究也较少。经过海上实验的探索,科研人员对海洋环境特点和观测指标特性有了较为系统的理解,并在实验过程中解决了诸多实际问题:综合利用多源遥感数据,将实验时间与卫星过境时间进行匹配,尽可能削弱环境因素的影响,确保多源数据的一致性;考虑到海况的复杂性,设计了光谱仪船上减震缓冲装置,为海水光谱测定提供相对稳定的环境。通过以上措施,进一步规范了海上实验的程序,使观测数据质量得到了保证。
海上科考本身就是迎着朝阳出港、踏着晚霞返航的连续高强度作业,加之海上情况瞬息万变,工作难度极大。由于实验周期长,科研人员面临一、四季度气温低、涌浪大以及二季度天气多变、太阳直射强等季节性难题。在实验的不同阶段,海水水质随着季节变化而变化,所取水样需要进行冷藏、酸化、避光等不同处理,对容器选择、水样采集及保存等都提出了不同要求。此外,为了实现十几分钟内快速完成在甲板上测定海水光谱、进行水样酸化滴定等重要任务,科研人员还需要克服天气和海况引起的身体不适。经过长期磨炼,科研人员不仅适应了高强度工作,还琢磨出了一些小技巧,在一次次测量和取样环节建立了团队默契,作业质量和速度大大提升。几次出海,科研人员对海上科考工作有了更为深刻的认识,切身体会到海上科考的艰辛,也更加珍惜宝贵的实验数据和这一次难得的海上之旅的经历。
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