[发明专利]一种计算海洋水体不同浮游植物种群比吸收系数的方法

权利要求书

1.一种计算海洋水体不同浮游植物种群比吸收系数的方法，其特征在于，包括：

步骤一、实测海洋水体的浮游植物吸收系数a_ph和色素浓度数据，经质量控制，剔除质量不佳的样本；

步骤二、根据浮游植物吸收系数a_ph和色素浓度数据，提取浮游植物种群浓度的色素初始比率矩阵，并通过CHEMTAX分别计算获取各藻种浓度信息；

步骤三、通过导数光谱法，求取实测浮游植物吸收光谱一阶和二阶导数对应零值位置，结合实验室测量获取的单一藻种归一化比吸收光谱峰值位置，与既有色素比吸收峰值位置作比较，选取其中正负差值不超过5nm的值作为最终高斯峰值位置；将提取得到的各高斯峰值位置分组代入高斯函数，重构总浮游植物吸收系数，计算重构总浮游植物吸收系数与实测总浮游植物吸收系数之间的精度，遴选精度更高的高斯峰中心波长组合，对高斯函数中心波长及半波宽参数进行优化；

步骤四、利用实测浮游植物吸收系数a_ph、各藻种浓度信息及优化得到的高斯函数中心波长与半波宽参数，重构高斯函数模型，计算不同高斯函数中心波段峰值的比吸收系数，继而计算得到不同藻种比吸收系数；

重构的高斯模型公式为：

公式(1)中，为包裹效应因子，用以去除打包效应对高斯模型结果的影响；C_{ph_i}为第i个浮游植物藻种的浓度；为第i个藻种在第j个高斯中心波段峰值的比吸收系数；λ_max为高斯函数中心波长；σ_j为第j个半波宽参数；λ为各吸收波段波长；n为藻种数量；m为高斯峰数量；

步骤五、对计算得到的比吸收系数分别进行精度层面和光谱形状层面的验证，将比吸收系数应用于藻种浓度信息，获取不同藻种吸收贡献在海表与剖面上的分布状况。

2.根据权利要求1所述的计算海洋水体不同浮游植物种群比吸收系数的方法，其特征在于，步骤一中，浮游植物吸收系数a_ph的质量控制方法包括：1)、a_ph吸收光谱在可见光全波段400–700nm应为正值，出现负值的光谱被剔除；2)、分析a_ph(443)与a_ph(490)之间的相关性，剔除超出3倍标准差的样本；3)、分析a_ph(443)与Chla浓度之间的相关性，剔除超出2倍标准差的样本，此过程重复3次。

3.根据权利要求1所述的计算海洋水体不同浮游植物种群比吸收系数的方法，其特征在于，步骤一中，色素浓度数据的质量控制方法包括：1)、总叶绿素a浓度和辅助色素浓度之间的差值应小于两者之和的30％；2)、总叶绿素a浓度和辅助色素浓度之间进行线性拟合，决定系数应在0.9以上，且斜率应在0.7-1.4之间。

4.根据权利要求1所述的计算海洋水体不同浮游植物种群比吸收系数的方法，其特征在于，步骤五中，对计算得到的比吸收系数进行两方面验证，一是重构总浮游植物吸收系数，并验证与实测总浮游植物吸收系数之间的精度误差；二是与归一化后的单一藻种比吸收光谱对比以验证比吸收光谱形状是否正确。