拉曼光谱检测技术具有快速、 高效、 无需样品预处理和非接触检测等独特优势, 是实现大批量样品高通量无损在线检测的理想方法, 同时也是实现白酒产品中乙醇浓度快速筛检的适宜手段。 然而与纯水溶液不同, 在激发光激励下大部分白酒的光谱中除了乙醇和水的拉曼特征峰外, 还存在明显的本底荧光干扰, 给酒精度检测精度带来负面影响。 因此, 基于拉曼特征峰峰强比值法检测乙醇浓度, 在进行数据处理前需人为选取进行荧光本底拟合的数据点, 主观性强, 数据处理效率低, 难以充分满足高通量样品在线筛检的技术需求。 针对上述问题, 基于自主搭建的激光偏振拉曼光谱检测系统, 对不同偏振角度线偏振光激发下四种白酒样品的拉曼特征峰和荧光本底干扰的偏振特性开展了详细研究, 并根据二者间的偏振特征差异提出了偏振拉曼光谱辅助的白酒乙醇浓度快速检测方法。 实验结果表明, 在差分偏振拉曼光谱的辅助下, 三次多项式拟合的相关系数超过0.99, 可实现3%~97%vol范围内乙醇浓度的准确反演, 且四种白酒样品乙醇浓度的反演精度明显高于传统方法, 显著提升了白酒酒精度检测的效率和精度。

为了在耀光干扰下提升粗糙海面溢油的检测效果，基于Cox-Munk粗糙海面概率统计模型，对不同入射和观测几何下海水与油膜反射耀光的偏振度及其差异进行仿真研究。结果表明：入射和观测几何以及海面介质的折射率是海面耀光偏振度空间分布的主要影响因素；当满足一定太阳入射角时，海面介质折射率差异是水/油反射耀光偏振度差出现“正负反转”的主要原因；入射平面内水面溢油最佳偏振观测角度与太阳入射天顶角和溢油折射率相关。

基于黄河口海域实测数据,建立了利用745 nm(模型1)和680 nm(模型2)波段遥感反射率的颗粒有机碳(POC)浓度反演模型,得到的平均相对误差(APD)均低于26%,其中模型1表现更优。结合海洋水色成像仪(GOCI)影像和实测数据对两个模型进行了精度评估,平均相对误差均在30%以内。基于所建立的模型和卫星遥感影像,分析了逐时、大风过程(几日之间)、季节变化三种情况下黄河口海域POC浓度的时空变化特征。结果表明,冬季POC浓度整体较高,夏季POC浓度整体较低;渤海湾附近出现POC浓度最高值。三种情况下,POC浓度的变化范围在同一尺度上,表明短时间间隔并不意味着POC浓度变化范围也小,其季节平均效应是显著的。

海上漂浮绿潮生物量的估算对实现绿潮处置资源高效配置、提高应急处置效率具有重要意义。利用现场实验获取的漂浮绿潮单位面积生物量及其地物反射光谱数据，分析了漂浮绿潮光谱特征和多种光谱指数与单位面积生物量之间的响应关系，基于此构建并验证了漂浮绿潮生物量估算模型。结果显示漂浮绿潮近红外波段反射率与单位面积生物量之间存在强相关关系(相关系数R≈0.8)；光谱指数以及960 nm反射峰和1060 nm吸收峰峰值与漂浮绿潮单位面积生物量显著相关(R>0.7)；基于R960/R670和R1060/R670(R670，R960，R1060分别为670,960,1060 nm处的反射率)构建的漂浮绿潮生物量指数估算模型具有较高的精度(R2≈0.9，相对误差RPE≈27%)。研究结果为利用遥感技术实现海面漂浮绿潮生物量估算提供了参考。

渤海是我国的半封闭内海，受陆源影响显著，水体光学性质复杂多变，静止轨道水色卫星(GOCI)的高时间分辨率数据为研究渤海水体总吸收系数的时空变化特征，特别是逐时变化提供了可能。针对GOCI波段设置，利用实测数据建立了基于遥感反射率波段比值的412、443、555 nm 波段渤海总吸收系数遥感反演模型，经独立实测数据检验，模型反演值与实测值的相关系数大于0.8，平均相对误差(APD)小于13%，中值相对误差小于9%，优于已有典型算法(精度提高约10%)；经独立现场-卫星时空匹配数据检验，基于该模型和GOCI卫星数据的总吸收系数遥感反演平均相对误差在35%以内。基于2015 年5 月4 日1 天8 景的GOCI影像和所建立的模型，研究了渤海总吸收系数的逐时变化特征。结果表明，8:30—15:30 期间总吸收系数变幅主要分布范围是0.2~0.3 mm^-1，最大变幅可达到0.8 mm^-1，变幅极大值主要分布在辽东湾、渤海湾和莱州湾近岸海域。结合潮汐数据的分析发现，辽东湾、渤海湾北部总吸收系数与潮高的逐时变化具有较好的一致性，总吸收系数极小值出现时刻滞后于低潮时刻0~1.5 h；莱州湾西部总吸收系数与潮高逐时变化呈明显负相关性；渤海湾南部、莱州湾东部总吸收系数与潮高变化未见显著相关性。

研究表明, 多源卫星数据提取的绿潮信息存在较大差异, 通常认为可能的主要原因是不同卫星遥感器的的空间分辨率、过境时间差、波段设置等各不相同, 但对此仍缺乏深入的研究。本文采用波段设置和过境时间完全相同、仅空间分辨率不同的四景MERIS全、降分辨率(300 m和1 200 m)影像, 利用统一的算法(NDVI)进行绿潮信息提取, 量化了空间分辨率对绿潮覆盖面积、密集度(由斑块个数、聚合度表征)卫星遥感信息提取的影响。结果表明: 空间分辨率对绿潮覆盖面积卫星遥感信息提取影响显著, 全、降分辨率MERIS影像提取的绿潮覆盖面积最大相对偏差可达67%, 遥感影像的空间分辨率对绿潮面积提取结果的影响既与绿潮NDVI探测阈值有关, 还可能与绿潮发展阶段有关。绿潮密集度卫星遥感提取结果也受遥感影像空间分辨率的影响, 全分辨率MERIS影像提取的绿潮斑块个数为降分辨率影像的7~21倍, 绿潮聚合度较降分辨率影像高15%~25%。

利用渤、黄海407组实测透明度(0.1~18.0 m)与遥感反射率光谱数据, 评估了3种透明度半分析遥感反演算法在渤、黄海的适用性, 包括基于709 nm波段、基于560 nm波段和基于固有光学量准分析算法的透明度半分析算法。结果表明: 3种半分析算法均不适用于渤、黄海水体, 透明度反演值的均方根误差(RMSE)都大于2.2 m, 平均相对误差(APD)都高于68%。其中, 基于560 nm波段的半分析算法反演误差相对较小, RMSE为2.2~4.6 m, APD为68.0~86.7%。

赤潮爆发时水体叶绿素a质量浓度升高，引起浮游植物吸收系数、光束总吸收系数等水体固有光学性质（IOP）的变化，并导致水体表观光学性质（AOP）的改变。海洋光学浮标可实现水体表观光学性质的定点连续时间序列观测，基于此发展相应的模型方法有望实现赤潮生消全过程的监测。利用一次赤潮生消过程的海洋光学浮标数据，发展了一种赤潮半分析监测方法。该方法首先由光学浮标数据得到的水体光谱漫衰减系数Kd(λ)和遥感反射率rrs(λ)，结合经验确定的水下光场平均余弦进行水体光束总吸收系数a(λ)的半分析估算，然后再半分析反演浮游植物吸收系数aph(λ)和叶绿素a质量浓度。经检验，该方法估算a(675)，aph(675)和叶绿素a质量浓度的中值相对误差分别为8.6%，34.9%和38.9%。将本方法与半分析方法(QAA)和统计回归方法进行了对比分析，本方法的优势在于反演精度较高，所采用的经验参数大都源自辐射传输理论计算、不依赖于浮标数据且对反演结果的影响有限。