一 技术概况
二 技术创新点
三 解决的业务化工作中的关键问题
四 业务化应用
五 工作建议和设想
随着海洋环境污染的持续加重、海水富营养化程度的加剧，赤潮灾害受到越来越多的人的关心和重视，了解和掌握赤潮的发展规律、范围、对人类健康的危害和对社会经济的影响，是我们目前需要解决和重要课题。
国家海洋环境监测中心等单位，在国家九五科技攻关项目96-922-01-03-03子专题‘赤潮灾害监测及评估技术研究’、国防科工委Y96-11‘富营养水体地物光谱测量及卫星遥感监测可行性研究’、辽宁省科委攻关项目‘赤潮地物光谱测量及卫星遥感监测技术’等项目支持下取得了重要进展，对渤海的环境问题与富营养化的评价、赤潮灾害的行政管理、赤潮发生的成因、动态过程和分布规律进行了深入研究，取得了一些研究成果，并在海洋环境监测业务化实践中得到了检验。
首先，采用地理信息系统技术建立了渤海环境污染信息系统，并以辽东湾为重点区，将陆源污染信息、社会经济、海域利用、海域水环境质量状况（COD、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、活性磷酸盐、溶解氧、温度、PH值、盐度、叶绿素a等指标）输入信息库，可及时了解海域营养盐的空间分布状况，为赤潮的分析判读提供背景依据。
根据我国海监飞机巡航监视、船舶调查、科学研究和社会调查等工作，收集了日本沿海、北美沿海和东南亚海域的历史赤潮资料以及国内有关资料记载的赤潮事件。重点建立了全国赤潮灾害资料信息库。获得了自1952年以来的250余次赤潮灾害资料。包括赤潮发生的时间、地点、经纬度、面积、水色、发生时的水体物理、化学和生物指标，以及赤潮危害和损失情况。系统能显示、查询、检索各海区、省市行政区或不同时间、不同种类赤潮的发生情况，为赤潮重点监测区的确定和行政管理工作提供依据。
为了给赤潮的卫星遥感监测业务化实用技术提供技术基础，在有关部门研究项目的支持下，开展了富营养水体的地物光谱测量工作，先后测定了近海纳污海湾、近海藻类养殖区、贝类养殖区、虾池、河口等近岸富营养水体的光谱，测到数百条不同类型富营养水体的光谱曲线，并在大连湾海域开展了卫星-海面同步测量工作，建立了大连湾叶绿素神经网络信息提取模型，为赤潮的监测打下了良好的基础。同时，在实验室内和现场测定了不同藻类不同叶绿素浓度的光谱，掌握了一些藻种的光谱特性，为卫星遥感监测打下了坚实的基础。对1998年8-10月发生在辽东湾西部海域的大面积水色异常区进行了现场测量，分析了叉状角藻类赤潮水体的光谱特性，并对照生物、化学分析数据，揭示了赤潮现象反映在光谱上的一些特征规律，赤潮水体的反射光谱曲线呈现现二峰二谷，二个反射峰分别位于570nm和684-695nm处，两个波谷分别处在425-525nm和662nm。650-670nm和684-695nm分别为角藻类赤潮水体的特征吸收峰和特征反射峰。同时还对比了赤潮水体与正常海水和不同赤潮生物量之间的光谱差异。以期为赤潮卫星遥感图象的分析、处理解决了关键问题。
由于目前我国尚无可资利用的卫星图象资料源，考虑到赤潮灾害的时效性，选用美国的NOAA-14气象卫星作为赤潮卫星监测的资料源，其一是此数据资料连续而且稳定；其二是数据资料免费接收，成本低廉；三是可实时接收。本项工作初期主要围绕NOAA-14卫星开展应用工作，1999年5月10日，我国的FY-1C气象卫星发射升空以后，也将此星的数据资料列入应用范围，并形成了每日上午（FY-1C）和下午（NOAA-14）的海区连续观测能力。同时将海洋一号卫星（HY-1）也列入之内，以期提高灾害的观测能力。海区昼图象覆盖达到三次。
建立了国家海洋环境监测中心局域网，建立了域名服务器和主页（www.nmemc.gov.cn），为赤潮监测所需的卫星图象的传输提供了信息通道。
通过多个项目的共同努力，建立了赤潮灾害卫星遥感监测的三种方法，并在1998、1999两年的业务化示范和业务化应用工作中得到了检验和提高。第一种是图象合成方法，多数赤潮现象的主要直观特征是海水水色异常，与正常海水水色有明显的差异，利用这个特点，选择三个波段的图象进行假彩色合成，找到水色异常区，从而判断出赤潮区。第二种是海水表层温度（SST）的检测技术，海水温度是赤潮发生与否的一个重要因子，赤潮发生前后海水温度的变化机理显著不同，通过温度的识别来判断和预测赤潮的发生和消亡。在对赤潮发生的环境温度和赤潮发生后温度变化情况进行系统分析的基础，探讨了赤潮发生后海面表层温度变化的机理，运用海面温度场计算模型，对1998年9月发生在渤海的赤潮过程的海面温度变化情况作了系统的分析，并通过实际监测资料的对比，证明了海面温度场资料在赤潮遥感监测中的作用。三是海表细胞生物量的反演，利用卫星图象波段运算，建立图象辐射亮度值与赤潮浮游植物细胞数量之间的关系，反演海表浮游植物细胞数量，利用赤潮生物细胞数量的判断阈值，圈定赤潮发生区，量算赤潮区面积，直接为减灾提供科学依据。
在完成赤潮卫星遥感图象探测方法之后，于1998年成功地对发生在渤海的特大赤潮灾害实施了卫星遥感监测，得到了赤潮生消过程中的动态变化。1999年在国家海洋局的支持下在渤海、长江口和珠江口海域进行了示范性遥感监测，监测海域面积近50万平方公里。2000年正式列入全国海洋环境监测计划。
在示范过程中，重点解决了利用Internet传输卫星图象的技术难点，赤潮卫星遥感图象信息提取的技术流程，赤潮卫星遥感监测通报传真和电子格式的设计与制作，通报的电子化传递，赤潮灾害信息的传输与管理办法，制定了有害藻华监视监测实施细则等业务化规章和制度，从接收到图象到提取出赤潮信息和通报制作完毕发出的时间需要4小时，赤潮发生区所在的地方海洋行政管理部门于当日即可得到赤潮区的实际情况，基本实现了赤潮卫星遥感的实时监测，这对减轻赤潮灾害具有十分重要的现实意义。
建立了国家海洋环境监测中心局域网，通过 DDN专线与INTERNET相连，实现了图象资料和赤潮通报的网上传输。完善了赤潮环境评价信息系统：利用地理信息系统技术实现了环境监测信息的空间可视化评价，直观了解海区的富营养化状况，达到了国外同类技术的先进水平。建立了全国赤潮灾害信息库：利用地理信息系统技术建立了全国1952年-1998年的赤潮灾害信息库，收录赤潮信息250余条。为国内首家。初步建立了赤潮灾害经济损失评估方法：国内首次初步建立了赤潮灾害造成的经济损失的评估模型，为灾害治理和减灾提供指导性依据。建立了腹泻性贝毒的检测方法，并对1998年渤海赤潮的贝毒进行了分析。
赤潮卫星遥感信息提取方法：1999年在国内首次对赤潮生消过程中的温度变化机理进行了分析，并在实践中进行了应用；国内首创了海表赤潮浮游植物细胞密度反演算法。
在成功地对1998年发生在渤海的特大赤潮灾害监测的基础上，渤海沿岸地方海洋管理部门对卫星在渤海赤潮监测工作中发挥的重要作用予以认可，国家海洋局海洋环境保护司也对此项成果给予了高度重视，于1999年将赤潮灾害卫星遥感监测列为专项计划，在渤海、长江口和珠江口三个重点海域实施业务化示范监测，由国家海洋环境监测中心负责实施，对上述海域实行每天一次的卫星监测，并发布赤潮卫星监测通报，经过一年的努力，共处理图像188幅，其中NOAA AVHRR图象渤海海域57幅，长江口海域15幅，珠江口海域16幅，FY-IC图像渤海52幅，长江口27幅，珠江口11幅。
由于长江口和珠江口海域今年大部分时间为阴雨天气，清晰图像较少，收到的图像大部分为渤海海区的图象，经过图像处理、判断、比较和分析，确定在1999年6月21日至11月26日间，渤海共发现赤潮12次，及时发布了12期赤潮通报，其中赤潮区18块，面积共8346.2平方公里，可疑区6块，面积共5634平方公里。为赤潮灾害的减轻和防治，提供了有力的决策依据。
根据两年多的业务化实践工作经验，从国家海洋局的职能定位出发，为了有效地保护海洋环境，建议从以下两个方面开展工作，以建立一个高效运行、快速响应的赤潮灾害应急响应系统，即管理问题和技术攻关。
1 管理方面
首先要转变思想，即以海洋环保法为依据，为海洋综合管理服务，强化应用。突出应用效益和减灾效益，切实为海洋行政管理服务。
其次是要加强各方力量的协调，建立一个在赤潮灾害发生时能够联动的灾害应急技术业务化支持系统。经过多年的努力，在海洋局系统内形成了完善的海洋科研、海洋公益服务和海洋监察系统，拥有卫星接收、航空监察、海监船只和包括浮标、台站、样品分析处理在内的一整套业务系统，但是，由于赤潮灾害的特殊性，涉及面较广，需要对监测、监视赤潮灾害这一特殊实践进行技术优化和重组，充分发挥各单位的优势，以公益服务单位和监视、监察系统为依托，建立赤潮灾害业务化监测、预报系统，发挥科研单位的优势，为这个系统技术水平的提高和完善作出贡献。
第三是明确赤潮应急系统内各单位的责任、任务和信息沟通渠道和方法，保证系统的正常和稳定运行。
2 技术攻关问题
十五期间：建立赤潮灾害应急监测、预报业务化系统
以渤海为示范区，建立以卫星、海监飞机、海监船舶、浮标、平台为硬件。以GIS+MODEL+INTERNET为软件平台的技术系统。 需要重点解决的技术问题有：
1 赤潮灾害的分等定级、风险评估及灾害区划
2 多源卫星数据(NOAA、FY-1C、 SeaWiFS、HY-1)赤潮信息提取方法与同化
3 灾害经济损失评估
4 灾害信息管理与集成
5 灾害中、长期预测、预报方法
