近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室唐世林團(tuán)隊在遙感數(shù)據(jù)重構(gòu)研究方面取得進(jìn)展，實現(xiàn)了南海多源遙感高分辨率海表葉綠素逐日產(chǎn)品的精準(zhǔn)重構(gòu)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)》（Earth System Science Data）上。

受天氣條件、衛(wèi)星傳感器運行故障等因素的影響，衛(wèi)星遙感海表面葉綠素產(chǎn)品存在大量而無規(guī)律的缺失。同時，觀測數(shù)據(jù)的不完整性阻礙了衛(wèi)星數(shù)據(jù)在海洋研究領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研究衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的重構(gòu)方法，對在關(guān)注海域獲得時空連續(xù)完整的數(shù)據(jù)以及提高數(shù)據(jù)的利用效率具有重要意義。

該研究結(jié)合最優(yōu)插值（OI）方法和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)框架（SwinUnet），構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)異常預(yù)期方差的深度學(xué)習(xí)模型——OI-SwinUnet。該方法利用最優(yōu)插值，基于空間鄰域信息，融合衛(wèi)星觀測和現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)，并利用SwinUnet對大區(qū)域長時序的遙感觀測時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度特征學(xué)習(xí)，重建缺失的葉綠素a濃度數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得南海區(qū)域逐日1km海表葉綠素產(chǎn)品。

南海海表葉綠素數(shù)據(jù)集可以較好地描繪南海季節(jié)尺度的海表葉綠素a時空變化規(guī)律，并可以再現(xiàn)天氣尺度的海洋現(xiàn)象快變過程，為進(jìn)一步探討南海多尺度動力過程的生態(tài)效應(yīng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

研究工作得到廣東省特支計劃項目和南海海洋所自主部署項目等的支持。

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https://doi.org/10.5194/essd-16-3125-2024

OI-SwinUnet深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)框架