Chlorophyll concentration is an important factor for physical oceanography as well as biological oceanography. For these necessity many oceanographic researchers have been investigated it for a long time. But investigation using vessel is very inefficient, on the other hands, ocean color remote sensing is a powerful means to get fine-scale (spatial and temporal scale) measurements of chlorophyll concentration. Geostationary Ocean Color Imager (GOCI), for ocean color sensor, loaded on COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite), will be launched on late 2008 in Korea. According to the necessity of algorithm for GOCI, we developed chlorophyll algorithm for GOCI in this study. There are two types of chlorophyll algorithms. One is an empirical algorithm using band ratio, and the other one is a fluorescence-based algorithms. To develop GOCI chlorophyll algorithm empirically we used bands centered at 412 nm, 443 nm and 555 nm for the DOM absorption, chlorophyll maximum absorption and for absorption of suspended solid material respectively. For the fluorescence-based algorithm we analyzed in-situ remote sensing reflectance $(R_{rs})$ data using baseline method. Fluorescence Line Height $({\Delta}Flu)$ calculated from $R_{rs}$ at bands centered on 681 nm and 688 nm, and ${\Delta}Flu_{(area)}$ are used for development of algorithm. As a result ${\Delta}Flu_{(area)}$ method leads the best fitting for squared correlation coefficient $(R^2)$.
The results of our observation in May 2000 indicated that the SeaWiFS algorithm (O'Reilley et al., 1998), which was adopted for OSMI data processing, overestimated the actual chlorophyll values. This was rather unexpected in that there were good reasons to expect that the bio-optical properties of East/Japan Sea belonged to Case 1 water and in such case, the OC2 algorithm would give unbiased estimates of actual chlorophyll a values. In November 2000, a cruise conducted bio-optical surveys in the same area. This time we added HPLC (High Performance Liquid Chromatography) method for measuring chlorophyll a concentration to the standard fluorometric method, which we hale been using during the past Fluorometric method with acidification is known to result in under/overestimation of chlorophyll values in many parts of the world oceans, while it is easier and cheaper than HPLC method. To our surprise, the comparison of HPLC chlorophyll and fluorometric chlorophyll values show that fluorometric values gave an underestimation up to 50%. This error was due to the presence of accessory pigments such as chlorophyll b. Considering this error, our precious result of May 2000(Yoo et al., 2000) might have to be reinterpreted. Calculation of reflectance at 490 and 555nm, however, indicated that this is not still enough to explain the discrepancies.
Chaturvedi, Prashant;Prasad, Anup K.;Singh, Ramesh P.
Proceedings of the KSRS Conference
/
v.1
/
pp.487-490
/
2006
Ocean Color Monitor (OCM) onboard the Indian Remote Sensing Satellite IRS-P4 has been used to retrieve chlorophyll concentration in the Bay of Bengal and the Arabian Sea using a bio-optical algorithm. Cloud masking and atmospheric corrections have been performed before applying mapping function to derive chlorophyll concentration from IRS-P4 OCM data. We have retrieved chlorophyll concentration from OCM, and MODIS during the summer and winter season along the eastern and western coast of India at every 1 degree latitude at increasing distance (25, 50, 100, 150 and 200km) away from the coast as well as near river mouths for the period 2000-2003. We have also studied spatial and temporal dynamics of monthly MODIS Aqua (for period July 2002-April 2004). The seasonal dynamics of chlorophyll concentration over the Bay of Bengal and the Arabian Sea have been discussed using OCM and MODIS for both the coastal region and the open sea.
Observations were made to validate ocean color algorithms in the Ulleung Basin, East Sea in May 2000. Small scale and meso-scale surveys were conducted for the validation of ocean color products (nLw: normalized water-leaving radiance and chlorophyll concentration). There were discrepancies between SeaWiFS and in situ nLw showing the current aerosol models of standard SeaWiFS processing software are less than adequate (Gordon and Wang, 1994). Applying the standard SeaWiFS in-water algorithm resulted in an overestimation of chlorophyll concentration. This is because that CDOM absorption was higher than the estimated chlorophyll absorption. TSS concentration was also high. Therefore, the study region deviated from Case 1 waters. The source of these materials seems to be the entrainment of coastal water by the Tsushima Warm Current. Study of the bio-optical properties in other season is desirable.
The chlorophyll-a concentration measured by OCTS could be used for observing the physical phenomena such as eddies, fronts, and up welling in the oceans as well as for studying the ecology of phytoplankton. In this study, biological and physical features in the East Sea/Japan Sea (the East Sea) and the Yellow Sea observed by OCTS are analyzed in comparison with other satellite data. And in situ chlorophyll data were compared with OCTS Level 2 chlorophyll data. There was a striking correspondence between the satellite chlorophyll structure and other satellite data in the East Sea in the spring. Very complicated ring structures in the 557 are reflected in chlorophyll structure. In the Yellow Sea, the surface structure was rather simple. While the discrepancies between in situ and OCTS algorithm version 3 chlorophyll were small in the East Sea, those for the Yellow Sea were rather big. Comparison with CZCS data for similar time of the year (May-June) shows that OCTS chlorophyll is higher in general. Although the error is partly due to the fact that NASDA chlorophyll algorithm is an empirical algorithm for case 1 water, how much of this error is also due to the errors in sensor calibration or in atmospheric correction is not clear.
Several ocean color algorithms have been developed for GOCI (Geostationary Ocean Color Imager) using in-situ bio-optical data sets. These data sets collected around the Korean Peninsula between 1998 and 2009 include chlorophyll-a concentration (Chl-a), suspended sediment concentration (SS), absorption coefficient of dissolved organic matter ($a_{dom}$), and remote sensing reflectance ($R_{rs}$) obtained from 1348 points. The GOCI Chl-a algorithm was developed using a 4-band remote sensing reflectance ratio that account for the influence of suspended sediment and dissolved organic matter. The GOCI Chl-a algorithm reproduced in-situ chlorophyll concentration better than the other algorithms. In the SeaWiFS images, this algorithm reduced an average error of 46 % in chlorophyll concentration retrieved by standard chlorophyll algorithms of SeaWiFS. For the GOCI SS algorithm, a single band was used (Ahn et al., 2001) instead of a band ratio that is commonly used in chlorophyll algorithms. The GOCI $a_{dom}$ algorithm was derived from the relationship between remote sensing reflectance band ratio ($R_{rs}(412)/R_{rs}(555)$) and $a_{dom}(\lambda)$). The GOCI Chl-a fluorescence and GOCI red tide algorithms were developed by Ahn and Shanmugam (2007) and Ahn and Shanmugam (2006), respectively. If the launch of GOCI in June 2010 is successful, then the developed algorithms will be analyzed in the GOCI CAL/VAL processes, and improved by incorporating more data sets of the ocean optical properties data that will be obtained from waters around the Korean Peninsula.
Park, Ji-Eun;Park, Kyung-Ae;Park, Young-Je;Han, Hee-Jeong
Journal of the Korean earth science society
/
v.40
no.4
/
pp.315-328
/
2019
Since the Coastal Zone Color Scanner (CZCS)/Nimbus-7 was launched in 1978, a variety of studies have been conducted to retrieve ocean color variables from multi-satellites. Several algorithms and formulations have been suggested for estimating ocean color variables based on multi band data at different wavelengths. Chlorophyll-a (chl-a) concentration is one of the most important variables to understand low-level ecosystem in the ocean. To retrieve chl-a concentrations from the satellite observations, an appropriate algorithm depending on water properties is required for each satellite sensor. Most operational empirical algorithms in the global ocean have been developed based on the band-ratio approach, which has the disadvantage of being more adapted to the open ocean than to coastal areas. Alternative algorithms, including the semi-analytical approach, may complement the limits of band-ratio algorithms. As more sensors are planned by various space agencies to monitor the ocean surface, it is expected that continuous monitoring of oceanic ecosystems and environments should be conducted to contribute to the understanding of the oceanic biosphere and the impact of climate change. This study presents an overview of the past and present algorithms for the estimation of chl-a concentration based on multi-satellite data and also presents the prospects for ongoing and upcoming ocean color satellites.
The paper first describes the atmospheric correction algorithm for the Ocean Color and Temperature Scanner (OCTS) visible band data used at Earth Observation Center (EOC) of National Space Development Agency of Japan (NASDA). It uses 10 candidate aerosol models including "Asian dust model" introduced in consideration of the unique feature of aerosols over the east Asian waters. Based on the observations at 670 and 865 nm bands where the reflectance of the water body can be discarded, the algorithm selects a pair of aerosol models that accounts best for the observed spectral reflectances to synthesize the aerosol reflectance in other bands. The paper also evaluates the performance of the algorithm by comparing the satellite estimates of water-leaving radiance and chlorophyll-a concentration with selected buoy-and ship-measured data. In comparison with the old CZCS-type atmospheric correction algorithm where the aerosol reflectance is as-sumed to be spectrally independent, the OCTS algorithm records factor 2-3 less error in estimating the normalized water-leaving radiances. In terms of chlorophyll-a concentration estimation, however, the accuracy stays vey similar compared to that of the CZCS-type algorithm. This is considered to be due to the nature of in-water algorithm which relies on spectral ratio of water-leaving radiances.
The paper first describes the atmospheric correction algorithm for the Ocean Color and Temperature Scanner (OCTS) visible band data used at Earth Observation Center (EOC) of National Space Development Agenrr of japan (NASDA). It uses 10 candidate aerosol models including "Asian dust model" introduced in consideration of the unique feature of aerosols over the east Asian waters. Based on the observations at 670 and 865 nm bands where the reflectance of the water body can be discarded, the algorithm selects a pair of aerosol models that accounts best for the observed spectral reflectances to synthesize the aerosol reflectance in other bands. The paper also evaluates the performance of the algorithm by comparing the satellite estimates of water-leaving radiance and chlorophyll-a concentration with selected buoy- and ship-measured data. In comparison with the old CZCS-type atmospheric correction algorithm where the aerosol reflectance is assumed to be spectrally independent, the OCTS algorithm records factor 2-3 less error in estimating the normalized water-leaving radiances. In terms of chlorophyll-a concentration estimation, however, the accuracy stays very similar compared to that of the CZCS-type algorithm. This is considered to be due to the nature of in-water algorithm which relies on spectral ratio of water-leaving radiances.
Detection of red tides by satellite remote sensing can be done either by detecting enhanced level of chlorophyll pigment or by detecting changes in the spectral composition of pixels. Using chlorophyll concentration, however, is not effective currently due to the facts: 1) Chlorophyll-a is a universal pigment of phytoplankton, and 2) no accurate algorithm for chlorophyll in case 2 water is available yet. Here, red band algorithm, classification and PCA (Principal Component Analysis) techniques were applied for detecting patches of Cochlodinium polykrikoides red tides which occurred in Korean waters in 1995. This dinoflagellate species appears dark red due to the characteristic pigments absorbing lights in the blue and green wavelength most effectively. In the satellite image, the brightness of red tide pixels in all the three visible bands were low making the detection difficult. Red band algorithm is not good for detecting the red tide because of reflectance of suspended sediments. For supervised classification, selecting training area was difficult, while unsupervised classification was not effective in delineating the patches from surrounding pixels. On the other hand, PCA gave a good qualitative discrimination on the distribution compared with actual observation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.