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水体光谱测量与分析Ⅰ：水面以上测量法 总被引：152，自引：9，他引：152
水色遥感的基础之一是水体光谱特征测量与分析。水体光谱特性包括两个方面 :表观光学特性(AOPs)和固有光学特征 (IOPs)。该文主要讨论与水色遥感基本参数直接相关的表观光学量的测量与分析。现场表观光谱的测量从方法上可分为两类 :剖面测量法和水表面以上测量法。两种方法相对独立 ,适用范围上具有互补性。该文主要针对水面以上测量法进行讨论。水色遥感一般要求表观光谱特性的测量必须能够导出离水辐射率LW、归一化离水辐射率LWN、遥感反射率Rrs、和刚好处于水面以下 0 -深度的辐照度比R等。国际上有关水色的测量规范中 ,仅有针对大洋一类水体的。中国的近岸水体和湖水绝大部分是二类水体 ,因此该文也将对二类水体光谱测量的有关参数化问题进行讨论。同时 ,对数据分析处理中的一些关键参数的确定 ,提出新方法 相似文献
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长时序大范围内陆水体光学遥感研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
地球表面的江河、湖泊和水库等内陆水体是水资源的主要组成部分,由气候变化和人类活动所引起的内陆水体分布和水质时空变化等问题已成为各国科学家和政府关注的热点。相比常规实地采样监测手段,卫星遥感在长时序、大范围内陆水体监测方面具有重要优势。受到海洋水色遥感理论和方法的推动,同时也得益于内陆水体光学特性数据的不断积累,近年来内陆水体光学遥感研究取得了很大的进展,已经从典型研究区的典型算法实验性研究,拓展到长时序、大范围水体产品生产;从水色遥感算法的科学研究,发展到内陆水体参量时空变化分析和水环境监管决策支持方面。尤其是在水体分布提取、水体遥感数据大气校正、叶绿素a浓度反演、水体颜色监测、浑浊程度监测、营养状态评价、黑臭水体监测、湖冰监测等方面都已经取得了重要进展,形成了一些面向长时序、大范围内陆水体的光学遥感产品。未来,为了进一步提高内陆水体光学遥感的应用效果,需要进一步加强不同类型内陆水体光学特性数据获取和分析工作,完善面向长时序、大范围内陆水体的水色遥感算法。此外,有必要发射面向内陆水体监测的卫星星座,或者在通用陆地卫星星座遥感器设计中兼顾内陆水体的应用需求,从数据源上解决内陆水体光学遥感面临的问题。 相似文献
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基于野外测定的水质参数,通过研究三峡坝区水体中水色要素浓度与反射率之间的关系,选择反演叶绿素、悬浮物、溶解性有机物的最佳波段,建立了反演水色要素浓度的遥感定量模型。研究表明,在波段比值的基础上进行幂次修正的波段组合反射率与SS浓度相关性较好(R2=0.76),可以用来估算悬浮物浓度;悬浮物浓度影响叶绿素浓度的反演精度,通过在模型中增加一个红绿波段比值指数项的方法能够抑制或削弱悬浮物的影响,提高了叶绿素浓度的反演精度(R2=0.75);DOC反演模型中,绿光波段与红光波段反射率的对数值能较好的估算DOC浓度,且与log(DOC)相关程度最高,决定系数为0.85,反演精度较高。 相似文献
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海洋水色CCD成像仪光谱非线性校正 总被引：1，自引：0，他引：1
个理想的光学遥感器,在响应波段内光谱响应度是完全平直的,遥感器的输出与入射的辐射成完全的线性关系;而实际的遥感器并非如此,它的光谱响应度在响应波段内并不是平直的,这就使遥感器的输出不仅与入射的辐射有关,还与遥感器的光谱响应度有关,实际测量时,由于目标光谱形状的差异会导致输入与输出之间的非线性关系。利用仪器定标时采用的光源光谱形状与实际测量时目标光谱形状对仪器的输出数据进行校正会有效地减小由于遥感器的光谱响应非均匀性引入的测量误差。文中利用测得的海洋水色ＣＣＤ成像仪的各波段光谱响应度,计算了已归一化为具有相同的带内平均光谱辐亮度的不同温度黑体输出,由输出结果可以看到,不同的光谱形状对海洋水色ＣＣＤ成像仪的输出影响较大,为了减小由此引入的测量误差,文中对实验室定标用积分球光源和海洋水色ＣＣＤ成像仪在轨工作时的典型输入辐亮度的光谱特性进行了等效黑体拟合,并以此为依据计算了海洋水色ＣＣＤ成像仪在轨工作时的光谱非线性修正因子。 相似文献
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水色光谱分析与多成分反演算法 总被引：3，自引：2，他引：3
影响水体可见光近红外遥感信息提取精度的因素除大气候正外，主要是对水体（海洋）光谱与水体所含物质成分之间的作用机理了解得不够。由于水体光谱的机理与陆地地物波谱的机理有很大的差别，共光谱数据的测量和分析方法也不一样。该文首先较为完整地描述了地叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质为主要水体成分的水色机理，以及遥感反射率与各成分散射与吸收的关系，确定了进行水体光谱分析所必须的关键参数，然后提出一种基于快局域水体的多 相似文献
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水面溢油的多角度偏振与二向性反射定量关系研究 总被引：3，自引：0，他引：3
水面溢油是最常见的水体污染源之一,在反射、散射和透射电磁辐射的过程中,将表现与它们自身性质有关的偏振特性。因此,对水面溢油的多角度偏振信息探测成为水体定量遥感的一种新手段。偏振反射是伴随目标的二向性反射而产生的,在探测目标地物的二向性反射的同时,可以通过起偏器获得目标地物偏振态的三维空间分布。本文从多角度偏振遥感机理的角度出发,研究了水面溢油的多角度偏振反射与二向性反射之间存在的定量关系,并从实验上验证了其二向性反射、45°偏振、偏振均值三者在2π空间的相应方位角、天顶角、探测角以及通道上的反射比均相等。 相似文献
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昆承湖水质状况遥感监测与空间特征分析 总被引：2，自引：0，他引：2
针对镇域水资源常规的监测方法不能满足对水质适时、大尺度的监测评价要求等问题,该文以江苏常熟辛庄镇昆承湖为例,分析叶绿素a(Chl-a)和悬浮物(SS)浓度值与水体归一化反射光谱、一阶微分反射光谱特征的关系,运用PEARSON法分析两者之间的相关性,确定Chl-a和SS的敏感波段,利用Chl-a和SS敏感波段归一化光谱反射值和实测浓度数据建立了水质参数反演模型。采用同时相ETM遥感数据对水质参数(叶绿素a和悬浮物)浓度进行遥感定量反演,并根据反演结果分析镇域水体污染空间分布特征。结果表明,对水质参数几个最大正(负)相关的光谱值进行波段组合处理可以提高反演精度,并且模型反演值和实测浓度值之间误差较低。通过对叶绿素、悬浮物等水质参数反演实现了对昆承湖水体污染状况的快速、准确和动态的信息获取和评价,有效地实时监测镇域水体在空间和时间上的变化状况和特性。 相似文献
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Polarizaton characteristics of completely diffuse light reflected from a wind roughened sea surface and its total reflectance are studied for various wind speeds on the assumption that distribution of wave slopes around their mean is Gaussian. The angular distribution of diffuse reflectance and polarization status of reflected light are also estimated with a view to exploring possibilities of using these parameters for remote sensing of sea state from a satellite, aircraft or an observation tower. The efficiency of Brewster’s angle technique in eliminating reflected light from the sea surface radiance for remote sensing of subsurface material is examined for non flat sea surface in the light of these results. the results show that the diffuse light reflected from the sea surface contains information on the sea state in the form of its status of polarization and can be used as an observational tool in remote sensing of sea state. The scope and limitations of the method proposed are discussed. 相似文献
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SeaWiFS与HY-1卫星COCTS的系统交叉辐射校正 总被引：6，自引：0，他引：6
海洋一号(HY-1)卫星是中国第一颗海洋环境遥感卫星。由于卫星上没有太阳定标装置,而且其上搭载的水色水温扫描仪(COCTS)一直存在漂移的问题,所以必须不断对其进行辐射校正,所述内容就是其辐射校正方法之一。美国宽视场水色扫描仪(SeaW iFS)提供了高精度的水色数据,如一类水体上的离水辐亮度及叶绿素浓度等被国际水色遥感界作为参照的基准。以SeaW iFS反演的归一化离水辐亮度和气溶胶参数对COCTS遥感器的辐射校正系数进行了系统校正。该方法可以对COCTS的定标系数进行长期监测。结果表明,校正后的COCTS水色数据产品精度得到了很大的提高。 相似文献
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基于GNSS-R的后续海冰观测实验 总被引：2，自引：0，他引：2
冬季海上浮冰的活动给海上生产和海上运输带来了严重的负面影响,需要对海冰进行全天候、大范围检测。此次实验根据海水与海冰电磁特性的差异,利用较为经济的导航卫星反射信号遥感方法,在天津渤海岸展开连续的观测和数据采集。对同一颗GPS卫星的不同极化类型的反射信号从能量的角度分析海冰分布情况,在误差最小的情况下得出分析结果：不同极化类型的导航卫星反射信号均可从不同角度表征海冰覆盖信息。 相似文献
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中国十分重视海洋遥感及其监测技术的发展,初步形成了具有优势互补的海洋遥感观测体系,并发挥了显著的经济和社会效益。其中,海洋一号(HY-1A/B)卫星已经广泛应用于中国海温预报业务系统、冬季海冰业务监测、夏季赤潮和绿潮监测、海岸带动态变化监测、近岸海水水质监测和渔业遥感监测等方面。海洋二号(HY-2A)卫星不仅填补了中国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前国际上唯一在轨运行的集主被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效波高、海面高度和海面温度的能力。通过卫星获得的数据提高了中国海洋环境监测与灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化研究等提供了可靠的遥感数据,同时还在国际对地观测体系中发挥了重要作用,受到国内外用户的高度认可。海洋一号和海洋二号卫星系列为中国建立完善的海洋环境立体监测体系奠定了坚实基础。根据国家发展和"一带一路"建设的实施,在加快建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济的进程中对海洋遥感的发展也进一步提出了更高的要求和更紧迫的需求。为此,紧紧围绕国家海洋强国战略需求,在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,服务于中国的海洋资源开发、环境保护、防灾减灾、权益维护、海域使用管理、海岛海岸带调查和极地大洋考察等方面,同时兼顾陆地和大气观测领域的需求。在充分继承已有HY-1A/B、HY-2A、高分三号(GF-3)和中法海洋卫星(CFOSAT)成功研制经验和应用成果的基础上,发展多种光学和微波遥感技术,建设新一代的海洋水色卫星和海洋动力环境卫星,具备卫星组网观测能力;发展海洋监视监测卫星,构建优势互补的海洋卫星综合观测体系。通过空间基础设施的建设,海洋遥感卫星必将在建设海洋强国的进程中发挥出重要作用。 相似文献
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目标物的反射特性,无论是在遥感模型还是在遥感反演中都扮演着重要的角色,因此选用正确的自然条件下目标物反射特性的测量方法是遥感定量分析的基础.长期以来在自然条件下(即太阳直射光和天空漫射光同时存在)测量目标物的反射特性时,可以获得BRF(Bidirectional Reflectance Factor)作为目标反射特性的描述,但这样获得的BRF与辐射环境有关.为了消除辐射环境的影响,获得真正能够反映目标物的反射特性的BRDF(Bidirectional Reflectance.Distribution Function),前人提出了一些野外测量的方法.本文在此基础上,利用计算机模拟的辐射度(Radiosity)模型在真实场景基础上模拟BRF值,分析测量方法中存在的系统误差受观测条件影响的大小,比较了测量方法的优劣,提出了野外测量时选择测量方法的基本原则. 相似文献
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随着航空航天高分辨率观测手段的逐步成熟,定量遥感在有效解决了光学地表多尺度效应后,更高分辨率的光学偏振效应在地表、大气、仪器3大要素方面逐步全面凸显出来,并直接决定或影响高分辨率观测系统的定量遥感效能实现和质量保障。例如,植被冠层极其微弱的多次散射反射偏振效应,如果不加扣除其模型误差达到136%;大气衰减本质是大气偏振效应,是遥感反演的最大误差源,误差达到5%—30%,偏振手段扣除大气误差目前已可以降低一半以上的误差;观测仪器扣除多次散射透射偏振光后,可以实现5 nm分辨率下0.1—0.3 nm高光谱定标能力,并借助偏振强化光噪声分离出中心波长偏移和带宽退化的误差根源。借助偏振"强光弱化,弱光强化",能够实现稳定度达10~(-8)月球辐亮度基准观测,为遥感辐亮度定标不确定度由7%到1%—2%跨越提供可能。 相似文献
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卫星海洋水色遥感信息特征量的研究 总被引：9，自引：0，他引：9
首先从卫星海洋水色遥感机理出发,提出了水色遥感信息的两个特征量──归一化反照率（Ａｌｂｅｄｏ）和辐射信噪比（ＳＮＲ）。其次,针对中国“九五”期间计划发射的海洋水色卫星的轨道参数和安装在卫星上的水色扫描仪（ＣＯＣＴＳ）水色通道为对象,上中国海区为遥感目标,通过两个特征量的模拟计算结果,进行了大洋和沿岸两类不同水体信息特征量的比较。最后,研究了信息特征量的时间和空间响应。研究的结果为中国计划发射的海洋水色卫星图像质量预测和应用潜力的评估提供了一定的科学依据。 相似文献
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海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。 相似文献
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Dinnat E.P. Abraham S. Le Vine D.M. de Matthaeis P. Jacob D. 《Geoscience and Remote Sensing Letters, IEEE》2009,6(2):239-243
This letter describes the effect of thermal emission from the Moon on remote sensing of sea surface salinity from space. In most cases, radiation from the Moon is negligible; however, at several times during the lunar cycle, it is possible for radiation to be reflected from the Earth's surface into the main beam of the radiometer antennas. The signal in such cases can be important because of the high radiometric accuracy required to monitor salinity. Examples are presented using the Aquarius orbit and antennas for both smooth and rough ocean surfaces. 相似文献