随着全球气候的变化和人类活动的影响，海洋环境和生态问题频繁发生，造成海洋生态破坏和海洋污染。大型水母暴发作为一种海洋生态灾害，近年来发生频率不断升高，成灾种类不断增加，对近海核电站等重大设施安全运行、海洋经济可持续发展和海洋生态环境安全造成威胁。海洋垃圾作为一种海洋环境污染，影响海洋景观，危害海洋生物与生态系统的安全，对渔业、航运等海洋经济活动也有潜在的威胁。二者都越来越引起了人们的重视。水母暴发的灾害防控与海洋垃圾的污染防治需要及时有效的监测，快速获取海域内大型水母与海洋垃圾的分布特征，目前主流的监测方法已不能满足需求。在此背景下，我们基于无人机低空遥感技术，建立针对大型水母和海洋垃圾的新型监测方法。本研究通过大量现场试验测试了小型消费级无人机与工业级无人机监测大型水母与海滩垃圾的能力。结果表明：小型消费级无人机和工业级无人机都能够实现原位监测大型水母和海滩垃圾，并且具有良好的监测效果。小型消费级无人机适用于监测伞径长度在2-5cm之间的水母、小块垃圾和中块垃圾，适宜飞行高度在5-30m，适用监测范围小。工业级无人机适用于监测伞径长度在5cm以上的水母、大块垃圾和特大块垃圾，适宜飞行高度在100-200米，适用监测范围较大，可以满足服务功能区绝大部分场景下的监测需求。执行监测任务之前，应参考不同飞行高度下小型消费级无人机和工业级无人机能够辨别出大型水母/海滩垃圾的最小长度，结合监测对象的特征，来确定符合监测需求的机型及其适合的飞行高度。可以通过实验确定无人机航拍图像中像素个数与实际长度之间的关系，使无人机具备测量监测对象大小的能力。基于无人机低空遥感图像的监测方法，只要确定监测对象在航拍图片中占据的像素个数超过10个，就可以保证能在航拍图片中观察到监测对象。基于工业级无人机低空遥感图像调查，分析了2023年4 -5月海南省文昌市清澜港海域内环球码头、三沙码头、航天渔人码头海域鞭腕水母的种群动态变化。结果表明： 4月中旬，三个区域鞭腕水母的丰度分别为4637 ind/km2、3114 ind/km2、608 ind/km2，4月下旬，环球码头海域和航天渔人码头海域鞭腕水母的丰度下降，分别为1961 ind/km2、259 ind/km2，三沙码头海域鞭腕水母的丰度增加，为6831 ind/km2，5月中旬，三个区域鞭腕水母的丰度均明显增加，分别为16505 ind/km2、11315 ind/km2、2424 ind/km2。4月中旬到5月中旬，三个区域鞭腕水母的丰度增加水平类似，增幅分别为256%、263%、299%。调查期间，测区内鞭腕水母整体上呈斑块化分布，在该水母的多个聚集区内，出现明显高于周围区域的水母丰度极高值。4月中旬，三个区域鞭腕水母的平均伞径分别为13.53cm、10.78cm、12.85cm，4月下旬，三个区域鞭腕水母的平均伞径分别为13.96cm、12.44cm、12.99cm，5月中旬，三个区域鞭腕水母的平均伞径分别为14.49cm、13.24cm、13.26cm，4月中旬到5月中旬，三个区域鞭腕水母的平均伞径均出现了持续的增长。
中国科学院机构知识库网格系统: 无人机低空遥感在大型水母和海滩垃圾监测中的应用<遥感在环境科学中的应用论文题目>
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