湖泊光学-研究生课程
洱海CDOM吸收光谱特征变化及其影响因素
1 数据与方法
1.1 样点采集与处理
本研究依托洱海监测站2018年11月至2019年
10月常规采样, 选取洱海全湖11个点逐月采样
(N=129), 采样点分布如图 1所示。采集的水样当天
运回实验室, 进行过滤。原水样经过Whatman
GF/F膜(450℃灼烧4h)后过滤, 将一部分滤液转入
棕色玻璃瓶中, 用于测定DOC浓度; 剩余滤液经过
及微生物残体等, 而外源主要是指流域颗粒和溶解 态有机物质[5]。紫外吸收光谱因其灵敏度高, 已经
成为研究CDOM组成及来源的重要手段, 并广泛应 用于湖泊和沉积物中CDOM的研究[6]。
国内外学者对CDOM吸收特征的研究主要集 中在吸收系数的季节和地区差异性及来源辨识[7—9]。
Shang等[10]通过对中国5个湖区的CDOM研究发现, 东北湖区[a(355)] (4.07±2.31)/nm值高于青藏高原 湖区(0.79±0.67)/nm和云贵高原湖区(2.41±1.41)/nm。 陈晓玲等[11]发现长江中游湖泊CDOM吸收系数 [a(355)]的浓度范围为0.37—1.77/nm, 显著高于海 洋中的CDOM吸收系数。此外, CDOM的组成多样 性受气候变化和环境因素的共同影响, 例如温度、 降水、大气酸沉降和土地利用, 都会改变CDOM的 特性[12, 13]。一些研究发现, 水质参数与CDOM光学 特性之间也存在显著的相关关系, 如N和P[14]。且 在不同的营养状态下, CDOM吸收系数也会产生显 著差异[15]。目前有关高原湖泊CDOM的光学特性 及分布特征的研究, 及环境因子对CDOM的影响的 研究相对较少, 尤其是对低营养状态的CDOM光学 特性的研究更加缺乏。
mophoric dissolved organic matter, CDOM)作为
同济大学海洋与地球科学学院
海洋与地球科学学院/地质学专业理/高2012级5班曾江陵学校：同济大学学院：海洋与地球科学学院学术氛围：学术氛围很高，因为学院拥有海洋地质国家重点实验室，具有雄厚的师资力量和先进的教学科研设备，在国内外承担和参与了大量的重大科研项目。
且因为学院招收的学生较少，而老师多（因为需要许多老师从事科研工作），所以大一就开始实行导师制，你可以选择你的导师，帮助你的导师完成一些他的项目，做做副手，学习实践他的经验知识，到一定阶段，你可能跟着导师去野外科考。
如果你导师研究火山地质，你有可能就会去夏威夷；如果导师研究南海，你可能就可以出海；如果导师研究冰芯，你甚至可能会去南极。
当然，前提是你能力足够优秀。
而且我们的实习都是去上海周边的各个地方，不会向土木那样去隧道或者去看桥梁，我们都是去秦皇岛北戴河、煤山、佘山等地实习，时不时采块标本，运气好祝你挖到宝石。
活动氛围：因为整个学院一届的人数都普遍偏少（老师都想去搞研究，就不愿意招太多的人）。
所以，院内的活动一般都是很难搞起来的，体育活动还是挺多的，就是参与的人没办法多起来，例如其他学院篮球赛5V5要打几周，我们3V3三天就打完了。
而且因为人少，我们每个专业只有二三十人，不会有班级这样的集体存在。
但是，同济大学有大量丰富多彩的社团活动，这在一定程度上能起到弥补的作用。
学院专业：地质学、地球物理学、海洋资源开发技术地质学培养目标：面向未来国家发展对地质学的需要，适应未来学科发展，德智体全面发展，知识、能力、人格协调统一，知识面宽、基础厚重、具有较高专业素养、突出实践能力和科学研究潜力，能适应社会发展要求，具有国际视野和领导意识，有理想抱负，有社会责任感和职业操守的地质学高级专门人才和拔尖创新人才。
就业方向：地质学专业设有海洋地质、石油地质、宝石学和环境地质与工程四个方向，毕业后可选择考研、出国继续科研；直接就业的主要去向为中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工股份有限公司、中国海洋石油公司、国土资源部、国家海洋局、勘察设计院、环境资源部门等单位；也可以从事工程类的工作，但是因为学院隶属理学部，它招生的时候写的“海洋工程”，但是它工程类的知识并没有土木等专业充实，地质学专业更是没有工程类力学结构等方面知识的教学，所以你需要自学很多东西。
《养殖水化学》课程教学大纲
《养殖水化学》课程教学大纲一、课程简介二、课程目标《养殖水化学》是水产养殖学专业的专业基础课，也是一门重要的专业核心课程，在专业课程体系中起承前启后的作用。
课程以养殖水体中化学组分的变化规律及其在水环境中的迁移过程为基础，为学生学习后续课程提供必需的天然水与渔业用水的水化学基础理论，也为学生毕业后从事水产科学研究、养殖水质调控与管理、水环境保护等工作提供必要的水环境化学理论、知识与技能。
通过理论教学达到以下课程目标：三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对水产养殖学专业毕业要求指标点的支撑情况如表2所示：四、课程目标与教学内容和方法的对应关系五、学时分配各章节的学时分配如表4所示。
六、课程学生成绩评定方法1.课程考核与成绩评定方法课程最终成绩使用百分制；课程最终成绩构成比率：平时占50%，期末占50%；理论课程期末考核形式：闭卷考试；平时成绩至少包含4项考核项目，总占比50%，考核项目包括：课程思政实践（占5%）、课后作业、出勤、课堂测验、课堂互动等。
七、教学资源八、课程目标达成情况评价在课程结束后，需要对每一个课程目标（含思政课程目标）进行达成情况进行定性和定量评价，用以实现课程的持续改进。
其中课程目标达成情况的定量评价算法如下：1、使用教学活动（如课程思政实践、课堂测验、PPT讲解、课堂互动等等）成绩或期末考试部分题目得分率作为评价项目，来对某个课程目标进行达成情况的定量评价；2、为保证考核的全面性和可靠性，要求对每一个课程目标的评价项目选择超过两种；3、根据施教情况，评价项目可以由教师自行扩展，权重比例可以由教师自行设计；4、对某一个课程目标有支撑的各评价项目权重之和为1；5、使用所有学生（含不及格）的平均成绩计算。
●课程分目标达成度计算公式如下（参照教学计划，本课程分目标一共有4个）：=i*A/100+i*B/100 (i=1-4)i●其中：A、B分别对应平时考核和期末考核的平均成绩（百分计）；各考核环节分目标权重系数如下表：分目标序号平时考核分目标权重系数i期末考核分目标权重系数i 目标1 1.0 0目标2 0.5 0.5目标3 0.5 0.5目标4 0.5 0.5●注：平时考核、期末考核各占50%。
【江苏省自然科学基金】_光学特性参数_期刊发文热词逐年推荐_20140816
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 非视距 非合作定位 认知无线电 蒙特卡罗方法 能见度 米氏散射 移动加权质心定位 激光电化学 模拟 抗反射膜 应力刻蚀 工艺参数 太阳能电池 大气光学 加工质量 光通信 亚波长浮雕结构 严格耦合波分析法
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 饱和衍射效率 非线性光学 近化学配比linbo3晶体 记录灵敏度 经验模式分解(emd) 粒子群优化算法 漫射衰减系数 浅水湖泊 水动力 抛物槽式光伏聚光器 总悬浮物 吸收系数 双色光全息记录 参数分析 医用光学 几何聚光比 光学相干层析(oct) 信号去噪
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 遥感反射比 草型底质 热流变拉制仪 微管道网络 微流体 太湖 三通微管道
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
科研热词 表皮厚度 虚拟仿真 细胞检测 相位分布 皮肤成像 散射系数 医用光学 光学相干层析 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2014年 科研热词 近红外成像 角度选择性 视觉感受野 衍射特性 自适应光学 背景抑制 空频调制 激光直写 河流水面 棱镜-光栅-棱镜 整体化设计 双高斯差 共轭组合 全息 光学质量 光学环境 体位相全息光栅 三维打印 zernike模式像差 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
南京师范大学15年遥感考研导师介绍及学院实力情况
南京师范大学15年遥感考研相关导师及学院实力介绍一、南京师范大学地理科学学院实力介绍（地学考研中心提供）1）科研方面学院拥有教育部虚拟地理环境重点实验室；地图学与地理信息系统学科为国家级重点学科和江苏省重中之重学科；自然地理学和人文地理学为江苏省重点学科。
其中人文地理学已经成为未来国家重点培养学科。
2011年地理学一级学科入选江苏省优势学科，获得9000万的学科建设经费。
学院设有9个二级学科博士学位授权点，它们是：地图学与地理信息系统、自然地理学、人文地理学、第四纪地质学、…………2）GIS遥感方面南京师范大学地理科学学院地图学与地理信息系统为国家级重点学科，拥有闾国年、汤国安等GIS行业领军人物，其中地图学与地理信息系统与武汉大学一起，并排为全国高校综合实力最高的A+。
地理环境遥感为南师自主设置专业，由地理科学学院地图学与遥感所所长黄家柱带头，主要侧重于遥感技术在环境保护中的具体应用，以项目为主，拥有二级学科博士学位授予权。
学院还拥有全数字化摄影测量实验室、测绘工程实验室等。
可以说，南京师范大学地理科学学院在“3S”技术的研究中…………3）项目方面地理科学学院是南京师范大学最有钱的学院，目前全院在研的科研项目总经费约6000万，且项目多，条件好。
对于GIS和遥感而言，项目多，大家可以得到更多的锻炼机会，特别是编程能力会在实际项目的历练中得到很高的进步，而这些都和最后的就业有很大的关系。
学院的硬件设施也不差…………二、南师遥感方面导师介绍（地学考研中心提供）考虑到南师GIS在录取时无方向区分，录取后再统一分配的模式，我们增加了对GIS01方向导师的介绍，说不定复试时，对大家有所帮助。
1、遥感算法方向汪闽，男，博士，教授，中国地理学会会员，南京师范大学“青蓝工程”中青年教师学术带头人。
2003年毕业于中国科学院地理科学与资源研究所地图学与地理信息系统专业，获理学博士学位。
2003年-2005年挂靠于中国科学院地理科学与资源研究所从事博士后研究。
纳米技术
2.1 显微镜的发展史：三代显微镜
第一代为光学显微镜
15-17世纪所发明。它使人类 看到了致病的细菌、微生物和微米 级的微小物体，对社会的发展起了 巨大的促进作用，至今仍是主要的 显微工具。极限分辨率：200 nm。
罗伯特· 虎克制造的显微镜（1665）放大倍数：140倍
第二代为电子显微镜
20世纪三十年代早期卢 斯卡(E.Ruska)发明了电子 显微镜，使人类能看到病毒 等亚微米和纳米级的物体， 它与光学显微镜一起成了微 电子技术的基本工具。极限 分辨率：0.1 nm。
电子显微镜：
透射电子显微镜（Transmission Electron
Microscope, TEM）;
扫描电子显微镜（Scanning Electron
Microscope，SEM）
TecnaiG2-20透射电子显微镜
HITACHI S-4700场发射扫描电镜
分析型透射电子显微镜
超高压透射电子显微镜
研究生迈克尔· 塞格纳托维茨先是将一些钾铌氧 化物堆积到硅表面，接着用光学显微镜拍摄了这幅图 片，看上去像一个遥远的星系一般。
这幅图片看上去像是 一块玻璃有污迹的窗 户，但其实它是晶体 顶部一层铁薄膜的磁畴。 这里的晶体是由镁和镓砷酸盐制成的。意大利ELETTRA同 步辐射光源实验室研究人员索利曼· 墨索奥尼采用X光线 磁循环二色性技术，结合光电子-发射显微镜方法，缔造 了这个惊人画面.
Microscope, TEM）;
扫描电子显微镜（Scanning Electron
Microscope，SEM）
电子显微镜的工作原理：
非常类似于光学显微镜，电子显微镜也是由 照明系统和成像系统构成。电子显微镜还有一 些附加系统，如：观察照相室、真空系统以及 供电控制系统。
【江苏省自然科学基金】_生物光学_期刊发文热词逐年推荐_20140820
科研热词 推荐指数 近红外光谱 2 视网膜成像 2 自适应光学 2 激光热疗 2 液晶空间光调制器 2 成像系统 2 开环 2 光学参数 2 静息细胞 1 量子点 1 边缘积分 1 血管分割 1 蛋白质 1 荧光探针 1 肺纹理分割 1 纳米材料 1 管状滤波器 1 生物膜 1 生物拆分 1 生物分析 1 灰度不均 1 激光生物学 1 漫射衰减系数 1 浅水湖泊 1 水平集 1 水动力 1 数学模型 1 总悬浮物 1 弱边缘 1 小波变换 1 多尺度分析 1 吸收系数 1 各向异性 1 几何结构 1 作用机制 1 三维level-set分割 1 quantum dots fluoresent probes1 biological analysi h22肝癌细胞 1 dna 1 delftia sp.cgmcc no.5755 1 c-v模型 1 2-氮杂二环-[2.2.1]-庚烷-5-烯-3-酮((±) 1 γ -内酰胺) ( )γ -内酰胺酶 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 茶叶 高光谱图像 颗粒物质 非线性光学 选择性酯化 近红外光谱法 评判 菌丝体结合脂肪酶 膜联蛋白ⅴ 细胞凋亡 第一超极化率 癌,非小细胞肺 氮蒽衍生物 太湖 图像处理 后向散射系数 后向散射概率 反向传播神经网络 华根霉 动力学拆分 光谱学 儿茶素 偏最小二乘法 主成分分析 hf 2-辛醇
专业硕士介绍之工程硕士
专业硕士之工程硕士来源：万学海文考研为保证全日制工程硕士研究生的培养质量，特制定本指导意见，供培养单位制订培养方案时参考。
一、培养目标工程硕士专业学位是与工程领域任职资格相联系的专业性学位，培养应用型、复合式高层次工程技术和工程管理人才。
具体要求为：（一）拥护党的基本路线和方针政策，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的职业道德和敬业精神，具有科学严谨和求真务实的学习态度和工作作风，身心健康。
（二）掌握所从事领域的基础理论、先进技术方法和手段，在领域的某一方向具有独立从事工程设计、工程实施，工程研究、工程开发、工程管理等能力。
（三）掌握一门外国语。
二、学习方式及年限采用全日制学习方式，学习年限一般为2年。
三、培养方式采用课程学习、实践教学和学位论文相结合的培养方式。
课程设置应体现厚基础理论、重实际应用、博前沿知识，着重突出专业实践类课程和工程实践类课程。
实践教学是全日制工程硕士研究生培养中的重要环节，鼓励工程硕士研究生到企业实习，可采用集中实践与分段实践相结合的方式。
工程硕士研究生在学期间，必须保证不少于半年的实践教学，应届本科毕业生的实践教学时间原则上不少于1年。
学位论文选题应来源于工程实际或具有明确的工程技术背景。
四、课程设置课程学习和实践教学实行学分制。
课程设置应包含政治理论、外语、数学和专业课。
各领域可根据全日制工程硕士研究生的特点，确定各类课程的内容和学分，以达到工程硕士学位所应具备的知识结构和能力要求。
（一）公共课程（政治理论、外语等）（二）基础理论类课程（数学类课程、专业基础课程）（三）专业技术类课程（四）选修及其他课程五、学位论文论文选题应来源于工程实际或具有明确的工程技术背景，可以是新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品的研制与开发。
论文的内容可以是：工程设计与研究、技术研究或技术改造方案研究、工程软件或应用软件开发、工程管理等。
论文应具备一定的技术要求和工作量，体现作者综合运用科学理论、方法和技术手段解决工程技术问题的能力，并有一定的理论基础，具有先进性、实用性。
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Jerlov等（1976）将大洋水体分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，将沿岸 带水体分为1-9类。但现在用得最多的是Gordon & Morel （1983）的关于一类和二类水体的分法。一般将光学性质主 要由纯水，浮游植物以及它们降解后形成的碎屑和CDOM决 定的水体称之为一类水体，其中最典型的一类水体是大洋开 阔水体。二类水体是指光学特性主要由悬浮的沉积物、流域 河流携带的颗粒物和CDOM决定的水体。在二类水体里，浮 游植物和它们的降解产物对水体光学特性的影响有时可能并 不是主要的，典型的二类水体是近岸、河口区域、内陆河流、 浅水湖泊等水体，太湖属于典型二类水体。
立体角(Solid Angle) ：
一个半径为r的球面，从球心向球面作任意形状的锥面，
锥面与球面相交的面积为A,则A/r2就是此锥体的立体角（一
般用符号表示，单位为球面度sr。
15
甲醇浸泡
次氯酸钠漂白 20
光学基本概念－生物光学特性:
包括水体成份的固有光学特性、表观光学特性的定量 描述，表观光学特性与固有光学特性之间的关系以及表观光 学特性、固有光学特性与各组成物质浓度的关系。
沉 水 植 被 消 退
沉水植物分布随营养盐和浊度变 化（Scheffer,Nature, 2001）
湖泊光学特性是湖泊水色遥感的理论基础
藻华 吸收光谱
一般水体
反射光谱
藻华
一般水体
水色
MODIS影像
Dierssen, 2010, PNAS
频繁水污染事件和蓝藻水华大范围长时 间暴发迫切需要开展水质遥感监测
（a）
（b）
（a）浮游植物色素浓度；（b）：440、675 nm浮游植物特 征波长吸收，355 nm CDOM吸收系数
(Zhang et al., WR, 2009, 43: 4685–4697)
CDOM 浮游植物
非色素颗粒物 再悬浮
固有光学特性：吸收、 散射、后向散射系数等
湖泊光学中的参数：
光学概念：立体角、辐射通量、辐射照度、 辐亮度等
固有光学特性：吸收系数、散射系数、光束 衰减系数等
表观光学特性：透明度、辐照度、辐亮度、 漫射衰减系数、辐照度比、遥感反射率等
14
光学基本概念－立体角:
次级消费者
初级消 费者
浮游 动物
Karlsson et al., 2009, Nature
生产者水草 浮游植物
太阳辐射引起的温、风差异形成湖泊热力循环
O2
Mixed
O Phosphate
2Ammonium
O2
Stratified Phosphate O2 Ammonium
臭氧层空洞引起UV-B辐射增强对生态 系统产生重要影响
CDOM吸收与COD浓度回归分析
CDOM吸收与DOC浓度线性回归关系
(Zhang et al., Hydrobiologia, 2007, 581: 43–52 )
贫营养
中营养
CDOM 吸 收随营养 状态及高 度变化
富营养
不同营养类型湖泊CDOM三维荧光图谱
(Zhang et al., L&O, 2010, 55: 2645–2659)
湖泊光学及其应用
张运林 中国科学院南京地理与湖泊研究所
2014年10月16日
课程提纲
一．研究背景和意义 二．湖泊光学基本概念 三．水体固有和表观光学特性 四．沉积物再悬浮的光学效应 五．光与初级生产力相互关系 六．湖泊光学遥感应用
一、研究背景和意义
太阳辐射是驱动湖泊生态系统的 源动力
三级消费 者
褐红色
Dierssen, 2010, PNAS
绿色
全球气候变暖背景下迫切需要开展内陆 水体碳循环及碳估算研究
二、湖泊光学基本概念
1、基本概念
湖泊光学概念及理论框架
表观光学特 性：透明度、 反射率、漫 射衰减系数、 真光层深度
R、Rs
向上辐射
风浪波动
颗粒物
后向散射
散射光
Iz
2020/8/7
纯水
23
2、研究方法
研究方法：
方法一：
面上调查探讨水光学时空异 质性
25
方法二：
水动力及水华过程观测
26
EMB01
EMB02
EMB03
水环境自动监测站点分类
EMB04
EMB08
EMB10 EMB11
方法三：
生物光学参数高频自动监测
Wetlabs CDOM探头
方法三：
室内模拟控制实验
28
三、水体固有和表观光学特性
2、CDOM来源解析
41
CDOM吸收、DOC 浓度河流剖面
变化
采样期间水位 变化
(Zhang et al., OG, 2011, 510-519)
2005-2007年夏季8次采样CDOM吸收、荧光与叶 绿素a浓度关系
(Zhang et al., WR, 2009, 43: 4685–4697)
1979
1984
1989
1994
1999
2006
2008
南极上空10月份臭氧层空洞面积变化
2011年春、秋季北极上空臭氧层空洞 UV-B辐射后的浮游动物
Manney et al, Nature, 2011; Balskus et al., Science, 2010
富营养化引起浊度增加、水下光场结构变 化，造成浅水湖泊沉水植物大面积消退
1、CDOM时空分布
CDOM光谱吸收
(Zhang et al., PPS, 2011, 469-482)
2月
5月
8月
11月
2005-2009年长期定位观测获得太湖CDOM时空分布
大 太 湖 梅 梁 湾
梅梁湾与大太湖水域CDOM吸收及其它参数对比
(Zhang et al., Hydrobiologia, 2007, 581: 43–52 )
CDOM吸收 光谱斜率比值
光谱斜率 M值
太 谱湖 斜 率 比吸 值收 及系 分数 子、 量光 表谱 征斜 参率 数、
光
CDOM
(Zhang et al., OG, 2011, 510-519)
CDOM吸收与光谱斜率、光谱斜率比值及表征分子量大 小参数M值关系
(Zhang et al., OG, 2011, 510-519)
平行因子分析法获得的4种组分三维荧光图谱及对半检验
(Zhang et al., L&O, 2010, 55: 2645–2659)
不同组分荧光强度及比例随营养状态、海拔高度变化
(Zhang et al., L&O, 2010, 55: 2645–2659)
外源性荧光组分随CDOM吸收系数变化
(Zhang et al., L&O, 2010, 55: 2645–2659)