Detection of Karenia brevis red tides on the West Florida Shelf using VIIRS observations: Accounting for spatial coherence with artificial intelligence

可见红外成像辐射计套件 水华 布鲁姆 赤潮 环境科学 遥感 海洋学 卫星 中分辨率成像光谱仪 浮游植物 地质学 生态学 物理 天文 生物 营养物
作者
Yao Yao,Chuanmin Hu,Jennifer P. Cannizzaro,Brian B. Barnes,Diana P. English,Yuyuan Xie,Katherine A. Hubbard,Menghua Wang
出处
期刊:Remote Sensing of Environment [Elsevier]
卷期号:298: 113833-113833
标识
DOI:10.1016/j.rse.2023.113833
摘要

Harmful algal blooms (HABs) of the toxic dinoflagellate Karenia brevis (K. brevis) occur annually on the West Florida Shelf (WFS). Detection of these blooms using satellite observations often suffers from two problems: lack of accurate algorithms to identify phytoplankton blooms in optically complex waters and patchiness (i.e., heterogeneity) of K. brevis during blooms. Here, using data collected by the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) on the Suomi National Polar-orbiting Partnership (SNPP) between 2017 and 2019, we develop a practical approach to overcome these difficulties despite the lack of a chlorophyll-a fluorescence band on VIIRS. The approach is based on artificial intelligence (specifically, a deep-learning (DL) convolutional neural network model), which uses spatial coherence of bloom patches to account for the patchiness of K. brevis concentrations. After proper training, the overall performance (i.e., F1 score) of the deep learning model is 89%. Extracted K. brevis patches were consistent with those derived from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on the Aqua satellite, which has a fluorescence band. Furthermore, the wider swath of VIIRS over MODIS (3040-km versus 2330-km) led to more valid observations of bloom extent, enabling improved near-real-time applications. The results not only demonstrate the capacity of VIIRS in HABs monitoring, but also show the value of the DL model in extracting K. brevis bloom patches for both near real-time applications and retrospective analysis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
英姑应助浩川采纳,获得10
刚刚
梨花香完成签到,获得积分10
刚刚
lql发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
李晨语发布了新的文献求助10
2秒前
Steven完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
sh完成签到,获得积分20
2秒前
胡楠发布了新的文献求助10
2秒前
勤奋尔丝完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
田様应助sinlar采纳,获得30
3秒前
呋喃发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
miyamoto完成签到,获得积分20
3秒前
rrrr发布了新的文献求助10
4秒前
zhenglingying完成签到,获得积分10
4秒前
XX完成签到,获得积分10
4秒前
巅峰小学生完成签到,获得积分20
5秒前
超级翠应助wuran采纳,获得10
5秒前
扶桑发布了新的文献求助10
7秒前
领导范儿应助myyang采纳,获得10
7秒前
Owen应助单薄怡采纳,获得30
7秒前
舸宇发布了新的文献求助10
7秒前
孔雀翎发布了新的文献求助10
8秒前
俊逸的代曼完成签到,获得积分10
8秒前
精明柜子应助美好的觅云采纳,获得100
9秒前
蔡徐坤发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
9秒前
欢喜的丹寒完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
Biohacking完成签到,获得积分10
10秒前
shim完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
LL完成签到,获得积分10
10秒前
水本无忧87完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Biotechnology Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5629915
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4721053
关于积分的说明 14971551
捐赠科研通 4787872
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2556612
邀请新用户注册赠送积分活动 1517713
关于科研通互助平台的介绍 1478302