厦门大学海洋生物地球化学全国重点实验室、海洋与地球学院光学海洋学实验室（Optical Oceanography Laboratory，简称“OOL”）致力于水色遥感理论、技术与应用研究，以海洋光学基础理论探索与先进单光子激光雷达探测装备研发为支撑，推动高效、精准的大气校正与水色反演算法发展，并持续通过模型评估提升数据质量、优化算法性能，最终将遥感技术有效应用于海洋学研究、环境监测与灾害预警。团队注重主被动光学遥感融合创新，尤其着力于人工智能与卫星遥感的深度融合。
2025年，OOL团队在上述方向全面推进，取得一系列重要研究进展，相关成果发表在Nature Communications和Remote Sensing of Environment等国际权威期刊，合计23篇（成果概要参见图1）。
图1. 2025年OOL发表成果概要
特别值得一提的是，在光学基础与探测设备研发层面，揭示多次散射导致海洋激光雷达剖面探测能力被高估（图2，Shangguan et al. RSE, 2025）。成功研制小型化、可千米级水下部署的量子成像激光雷达 (图3），在10倍光学衰减长度内实现2 cm分辨率水下成像（Shangguan et al., OL, 2025），并获第二届厦门大学富有转化潜力“十佳成果”称号。成功研制CO₂浓度廓线单光子激光雷达（图4），实现5 min时间分辨、30 m空间分辨、近8 km CO₂浓度探测距离，探测距离刷新全球纪录（Shangguan et al., OL, 2026），该文入选编辑精选（“Editors' Pick”）。
图2. （a-b）多次散射导致的光子实际穿透深度（红色）比由激光雷达实测廓线评估的穿透深度（蓝色）更浅的示意图；（c）光子实际穿透深度相对于激光雷达实测穿透深度的百分比随散射系数b的变化；（d）该百分比随激光雷达接收足印rₛ的变化关系 图3.（a）量子成像激光雷达内部照片；（b）雷达整机照片；（c）雷达外场实验图4. （a-c）连续3晚激光雷达探测的不同距离CO₂柱浓度；（d–f）30 m/5 min 条件下的距离分辨CO₂浓度分布
在算法研发与模型评估层面，提出基于星地匹配和人工智能的全球近岸水域大气校正算法ACA-SIM，为生成多传感器高一致性全球水色产品奠定了基础 (Li et al., JRS, 2025), 该文获评期刊2025年度优秀论文（图5）。揭示一个经典浮游植物光适应模型估算结果与卫星观测值之间的匹配度存在显著的空间尺度依赖关系，凸显了纳入尺度效应优化光适应参数化方案的必要性（Lian et al., JGR BG，2025），该文获编辑推荐于AGU社交媒体重点展示（图6）。
在卫星数据应用层面， 基于MODIS-Aqua卫星数据，发现赤道太平洋高叶绿素舌（CRT）在2002-2022年期间呈现向西扩张的趋势，可能对热带生态系统及气候产生重要影响（Peng et al., NC, 2025），该文入选编辑重点推荐网页（图7）。数智化“近海赤潮业务化预报”成果成功入选福建省工业和信息化厅“2025年首批人工智能典型应用场景”。
图5. （上）基于星地匹配和人工智能的近岸大气校正算法(ACA-SIM)相较两种主流大气校正算法，提高精度的同时显著改善条带效应、传感器噪声等影响。（A）2016年8月27日渤海海域MODIS-Aqua卫星真彩色合成图;（B-D） 分别为NASA标准算法、一个人工智能算法OC-SMART算法与ACA-SIM算法获得的Rrs(412)。（下）JRS 2025年度荣誉证书（编辑精选文章，Editor’s choice article）
图7. （上）高叶绿素舌向西延伸示意图。（a）2002年至2022年CRT面积的逐月变化；子图展示了2003-2007年的年平均变化（虚线）与2018-2022年的年平均变化（实线）对比。（b）研究期间前5年（蓝色区域）和后5年（红色区域）平均CRT范围对比；绿色区域表示两个时间段重叠的CRT范围。(下) NC编辑重点推荐网页（该网页旨在展示近期在该领域发表的50篇最佳论文）
2026年，OOL团队将持续推动主被动水色遥感机理与应用研究，逐步完善全球尺度水色数据产品的生成与发布，力争攻克先进激光雷达和辐射测量装备与人工智能水色模型关键技术，取得全球尺度高一致性水色时间序列应用研究创新成果。
OOL团队由李忠平、商少凌、上官明佳、张彩云和余小龙共同主持，团队介绍详见https://cocc.xmu.edu.cn/.
代表性论文来源如下(完整列表及链接详见https://cocc.xmu.edu.cn/kycg/fbwz.htm)：
1. Wenxiang Ding, Caiyun Zhang*, Xueding Li, Liyu Zhang & Nengwang Chen, Enhanced forecasting of coastal chlorophyll-a through AdaBoost-optimized LSTM models, Acta Oceanologica Sinica, 44, 147–160 (2025).
2. Siyuan Hou, Xiaolong Yu*, Wendian Lai, Fei Zhang, Hanyang Qiao, Peng Cheng, and Zhongping Lee, Consistent Seagrass Mapping Across Various Tide Levels from Planet SuperDove Images, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 63, 1-14 (2025).
3. Xu Li, Zhongping Lee*, Jinyan Xie, Tianhao Wang, Lufei Zheng, Daosheng Wang, Xiaolong Yu, and Shaoling Shang, Atmospheric Correction of Coastal Waters Based on Satellite–Aeronet-Oc Matchups, Journal of Remote Sensing, 5: 0886 (2025).
4. Dongmei Lian, Zhongping Lee*, Shaoling Shang, Shuaixing Peng, and Xin Liu, Impact of Spatial Scale on the Performance of a Photoacclimation Model, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 130, 10: e2025JG009003 (2025).
5. Shuaixing Peng#, Xiaolong Yu#, Zhongping Lee, Hongyang Lin, Xin Liu, Minhan Dai and Shaoling Shang*, Ocean’s largest chlorophyll-rich tongue is extending westward (2002–2022), Nature Communications, 16, 103 (2025).
6. Hanyang Qiao, Zhongping Lee*, Daosheng Wang, Zhihuang Zheng, Xiaomin Ye, and Changyong Dou, One-Step Retrieval of Water-Quality Parameters from Satellite Top-of-Atmosphere Measurements, Remote Sensing of Environment 323: 114709 (2025).
7. Mingjia Shangguan*, Yirui Guo, Zhuoyang Liao, Zhongping Lee, Discrepancies between time-based and real depth profiles in ocean lidar due to multiple scattering, Remote Sensing of Environment, 329 (2025).
8. Mingjia Shangguan*, Simin Lin, Xianghui Guo, Jinxian Fang & Guojing Dong. High-range-resolution and long-distance CO₂ profiling using a single-photon differential absorption lidar, Optics Letters, 51, 137–140 (2026).
9. Mingjia Shangguan*, Ye Li, Yican Mo, Jun Wang, and Tao Huang, Compact underwater single-photon imaging lidar, Optics Letters, 50(6) (2025).
10. Longteng Zhao, Zhongping Lee*, Xiaolong Yu, Tianhao Wang, Daosheng Wang, and Shaoling Shang, Highest Quality Remote Sensing Reflectance Database Compiled from 20+ Years of Modis-Aqua Measurements, Remote Sensing of Environment, 334 (2026).
供稿丨OOL团队
编辑丨朱佳 苏颖
排版丨方偲媛
审核丨林宏阳 庄伟 曹知勉
