王胜强教授团队以近海常见的漂浮塑料垃圾（PVC浮标和PP塑料瓶）为研究对象，综合开展了室外控制测量试验（图4），以及理论模拟试验，深入分析了漂浮塑料垃圾的光谱特征，研究了漂浮塑料垃圾覆盖度对水体-垃圾反射混合光谱信号的影响机制。研究结果显示：漂浮塑料垃圾的反射率光谱值明显高于背景水体，尤其在近红外（Near Infrared，NIR）和短波红外（Shortwave Infrared，SWIR）波段；混合光谱分析表明，水体-垃圾混合反射率光谱值随塑料漂浮垃圾覆盖度增加呈线性增加；在SWIR波段，PVC浮标和PP塑料瓶具有相似的吸收谷特征，且吸收谷深度随覆盖度增加而加深。基于此，构建了塑料漂浮垃圾覆盖度定量反演的光谱指数（Floating Plastic Index，FPI），建立了漂浮塑料垃圾覆盖度定量反演模型，本研究成果为海洋漂浮垃圾遥感监测奠定了重要的光学理论基础。

图2 海洋漂浮垃圾光谱控制测量实验：(a)控制测量实验装置示意图；(b) 控制测量实验装置实物图；（c）不同PVC浮标覆盖度场景下的光谱仪视场图；（d）不同PP塑料瓶覆盖度场景下的光谱仪视场图

论文信息：

Wang, S., Zhao, W., Sun, D., Li, Z., Shen, C., Bu, X., Zhang, H. (2024). Unveiling reflectance spectral characteristics of floating plastics across varying coverages: insights and retrieval model. Optics Express, 32(13), 22078-22094.

https://doi.org/10.1364/OE.521004.