海洋激光遥感技术综述
最全海洋观测技术综述研究
海洋观测技术海洋观测，是一切海洋活动的开始，是透明海洋、智慧海洋和海洋信息化的重要基础。
海洋中从海面到海底，温度是如何分布的？长江口的近海海域的海底，溶解氧浓度有多高？印度洋的盐度和大西洋的盐度相比较，哪个更高？太平洋海底洋中脊周边生活着的虾类，它的生活规律是怎样的？这些问题的回答，就必须要通过海洋观测技术，获得海洋中的数据来解决。
提要：此文从定义开始介绍海洋观测技术，指出了海洋观测技术的重要意义，提出了海洋观测的数学表达。
同时进行了海洋观测技术的分类和不同观测技术的性能比较分析，并阐述了间接观测技术和直接观测技术的组成和应用领域。
最后通过实例，进一步说明了海洋观测技术的应用。
一、何为海洋观测技术海洋观测，是通过技术手段获取海洋或海底特定地区的时间序列数据。
海洋观测的任务有：1）观察未知海洋世界2）监测评估人为作业对海洋带来的影响3）观测海洋特定地区4）监控海洋，保护国家安全，等等海洋观测，是一切海洋活动的开始，是透明海洋、智慧海洋和海洋信息化的重要基础。
顾名思义，海洋观测技术，是获取海洋或海底特定地区的时间序列数据的技术。
海洋观测技术的实现，通常是利用传感器及其平台技术，或通过多次采样分析，对海洋环境各量在一段时间内的感知和认识，而针对的对象通常是动态变化的。
海洋观测的数学表达式为：Y(t) = F（X1，X2，X3，...，Xp，t）其中Y(t)是观测值，X1，X2，X3，...，Xp表示为各种测量对象的值，t为时间。
从数学表达式中可以看出，海洋观测得到的是一组时间序列数据，是随时间变化而变化的一组数据。
因此，观测的对象是时变的，是动态的。
当观测对象是不变的，譬如海底地质现象的观测，那么在这个式子中的时间t无意义了，这时，数学式子则变成：Y = F（X1，X2，X3，...，Xp）这式子表达的是海洋探测。
海洋探测是获得一组数据，与时间无关，故通常用于时不变对象的观测或者是资源探测、海底物体寻找等方面。
中国海洋卫星遥感技术进展
随着对海洋环境监测和资源调查的精度要求的提高，未来中国将发射更多高 分辨率的海洋卫星，以满足不同领域的应用需求。
2、多谱段观测
为了更好地满足不同领域的应用需求，未来中国将发展多谱段观测的海洋卫 星，实现对海洋环境的全方位观测和数据采集。
3、实时化数据传输
随着对海洋环境监测和资源调查的实时性要求的提高，未来中国将发展更快 速、高效的数据传输技术，实现数据的实时传输和应用。
一、技术发展历程
自20世纪60年代开始，中国就开始探索卫星遥感技术的应用。1972年，中国 成功发射了第一颗返回式卫星，随后便开始了卫星遥感技术的发展历程。在海洋 卫星遥感方面，中国的起步较晚，但发展迅速。2002年，中国成功发射了第一颗 海洋卫星——海洋一号A星，标志着中国海洋卫星遥感技术的快速发展。
二、雷达遥感
雷达遥感是一种利用电磁波探测海洋表面的技术。它可以穿透云层和夜间观 测，提供更准确的海洋信息。中国在雷达遥感方面也取得了重要进展，已经成功 研发了多型雷达遥感系统，包括机载雷达、星载雷达和地面雷达等。这些雷达系 统可以获取海洋表面信息、海洋地形地貌和海流等信息，为海洋科学研究提供重 要的数据支持。
4、大数据分析
随着大数据时代的到来，未来中国将加强对海量数据的分析和挖掘能力，从 数据中获取更多有价值的信息和知识，为政府决策和社会发展提供更多支持。
5、全球覆盖能力提升
随着全球气候变化和全球合作的需要，未来中国将加强对全球覆盖能力的提 升，通过发射更多海外卫星等方式提高全球观测能力。
总之，中国海洋卫星遥感技术在近几十年来取得了显著的发展和成就。未来， 随着技术的不断进步和应用需求的增加，中国海洋卫星遥感技术将继续得到发展， 为推动全球海洋事业的发展做出更大的贡献。
海洋水色卫星遥感二类水体反演算法综述
。
环 境 大 视 野
海洋水色卫星遥感二类水体反演算法综迹
卢 聪 景 （ 建 省 石 狮 市环 境 监 测站 福 建 泉 州 ３ ２ ０ ） 福 ６ ７ ０
摘要 在 简要 说 明 海 洋 水 色遥 感 原 理 、水 体 类 型 和 水 色遥 感 的 物 理 基 础 上 ，针 对 二 类 水 体 的 光 谱 特 性 和 海 洋 现 象 的特
目前 ． 过 对 卫 星 平 台 传 感 器 和 现 场 观 测 的 研 究 ． 色 反 演 通 水
况 下 二 类 水体 对 入 射 光 具 有 很 大 的 散 射 作 用 因 此 已有 的 一 类 水 体 反 演 算 法 并 不 适 用 于 二 类 水 体 ． 要 设 计 新 的算 法 来 需 研 究 二 类 水 体 下 面 介 绍 现 有 的几 种 二 类 水 体 反 演 算 法 及 其
经验 公式是建 立在实验 数据基础 上 的 ． 过建立水 体光 通
优 缺 点
２ １ 经 验 公 式 法 ．
的 新 算 法 相继 问 世 例 如 针 对 二 类 水 体 的特 点 ． 立 一 些 新 建 的 数 学 模 型 ． 海 洋 一 大 气 系 统 当 作 耦 合 系 统 ． 水 色 因子 将 用 反 演 的 理 论 模 式 取 代 经 验 算 法 ． 引 入 新 的数 据 处 理 方 法 解 并 决 算 法 中 的 多 变 量 的非 线 性 问题 水 体 水 色反 演 算 法 的 各 种 算 法 ， 进 行 了特 点 比较 。 综 并
关 键 词 水 色遥 感
中图分类 号 ： ７ ５６ Ｐ １．
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ９ ６ （０ １０ — ６ — １ ７ — ０ ４２ １ ）５ ０ ４ ３
海洋光学综述
海洋光学综述海洋光学是研究海洋的光学性质、光在海洋中的传播规律和运用光学技术探测海洋的科学。
它是海洋物理学的分支学科，又是光学的分支学科。
光电子学方法是海洋光学测量的主要手段，基础研究中包括实验和理论两方面。
实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。
一、发展简史早在19世纪初，就有人用透明度盘目测自然光在海中的铅直衰减。
从19世纪末开始，海洋学家才比较注意研究海洋的光学性质，并结合海洋初级生产力的研究，用光电方法测量海洋的辐照度。
到了20世纪30年代，瑞典等国的科学家设计制造了测定海水的线性衰减系数、体积散射系数和光辐射场分布的海洋光学仪器，进行了一系列现场测量。
从第二次世界大战后到60年代中期，是海洋光学的发展时期：1947～1948年，瑞典科学家在环球深海调查中（“信天翁”号），首次将海洋光学调查列入重要的海洋调查计划，测量了辐照度、衰减和散射等；1950～1952年，丹麦人在环球深海调查中，致力研究了重要海区的初级生产力和光辐照之间的关系；1957～1958年，在国际地球物理年(IGY)的调查中，测量了北大西洋的水文要素和光学参数，并研究其相互的关系。
美国、苏联、法国等国，相继建立了实验基地，详尽研究了海水固有光学性质和海洋表观光学性质之间的关系；美国R.W.普赖森多费尔提出了比较系统的海洋光学理论，发展了海洋辐射传递理论；一些学者对水中能见度理论、海洋光学测量模型、光辐射场与海水固有光学性质之间的关系，进行了比较系统的研究。
60年代中期以后，随着近代光学、激光、计算机科学、光学遥感和海洋科学的发展，海洋光学得到了进一步的发展，特别是结合信息传递的要求，用蒙特卡罗方法较好地解决了激光在水中的传输、海面向上光辐射与海水固有光学性质之间的关系等问题，使海洋光学从传统的唯象研究转入物理的和技术的研究。
二、研究内容（一）基础研究包括实验和理论两方面。
实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。
“海洋激光雷达遥感”专栏前沿
为了践行“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的海洋强国战略方针，促进我国相关领域研究人员在海洋激光雷达遥感及其应用领域 交流最新成果，本 期 《红外与激光工程》精心策划组织了“海洋激光雷达遥感”专栏，并得到了相关领域专家和学者的积极响应。此 次专栏共包含高水平稿件12篇，其中综述论文4篇，研究论文8篇。这些论文系统介绍了海洋激光雷达遥感及其相关领域热点专题的研
海洋激光雷达是一种主动光学遥感手段，具有信噪比高、可夜间探测，以及可提供高分辨率剖面信息等诸多优点。通过研究激光在 海洋中复杂的吸收和散射过程，海洋激光雷达可以获取海洋的诸多信息，从而解决海洋学中涉及到的物理、化学、生物、地质等多学 科交叉的科学技术问题。1969年，美国雪城大学研制了第一台用于浅海深度测量的激光雷达，开启了激光雷达技术在海洋开发利用方 面的征程。经过数十年的发展，海洋激光雷达已发展成包含测深测绘激光雷达、水下成像激光雷达、海洋荧光激光雷达、布里渊测温 激光雷达、光学剖面探测激光雷达等的大家族，为海洋测深测绘、生物地球化学、物理海洋学以及海洋渔业等诸多领域做出了卓越贡 献。特别是近年来的一些重要进展，如星载大气激光雷达CALIOP能够提供的近水面全球颗粒后向散射、激光测高卫星丨CESat-2能够提供
最后，感谢所有作者的大力支持与卓越贡献，感谢所பைடு நூலகம்匿名审稿人及时且专业的评审意见，感谢每一位读者对本刊的关注与支持。
特邀专栏主编:
单 位 ：浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室 Email: liudongopt@ 简 介 ：刘 东 教 授 ，现任浙江大学现代光学仪器国家重点实验室副主任、光电科学与工程学院院长助理，中国光学工程学会理事、海 洋光学专委会委员，中国光学学会光学测试专委会、环境光学专委会委员， <大气与环境光学学报》执行副主编， 《中国光学> 、 <红外与激光工程> 、 《光学精密工程> 等期刊青年编委。带领团队联合主办了海洋光学遥感国际研讨会（〇〇r s 2〇18) 、承办了 大气光散射与遥感国际研讨会(丨S A L S a R S '19)、联合承办第四届全国海洋光学高端论坛；曾担任多个国际/国内学术会议的共主席 (C o -chair)、科学委员会(Science C o m m i t t e e )委员、程序委员会(Program C o m m i t t e e )成员等。从事光电检测与遥感方面的教 学 及 科 研 工 作 ，主要研究方向包括大气及海洋激光雷达、机 器 视 觉 与 深度学习技术等。主持国家重点研发计划项目1项 、国家自然 科学基金项目3 项 ，主持包括浙江省杰出青年基金项目等其他国家、省部级等项目1〇余项，出版教材2部 ，申请/授权国家发明专利 40余项，发表论文被SCI收录60余篇，国内外学术会议作大会 报 告 （Plenary talk) /遨 请 报 告 （ Invited talk) 30余次。
海洋光学综述
海洋光学综述海洋光学是研究海洋的光学性质、光在海洋中的传播规律和运用光学技术探测海洋的科学。
它是海洋物理学的分支学科，又是光学的分支学科。
光电子学方法是海洋光学测量的主要手段，基础研究中包括实验和理论两方面。
实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。
一、发展简史早在19世纪初，就有人用透明度盘目测自然光在海中的铅直衰减。
从19世纪末开始，海洋学家才比较注意研究海洋的光学性质，并结合海洋初级生产力的研究，用光电方法测量海洋的辐照度。
到了20世纪30年代，瑞典等国的科学家设计制造了测定海水的线性衰减系数、体积散射系数和光辐射场分布的海洋光学仪器，进行了一系列现场测量。
从第二次世界大战后到60年代中期，是海洋光学的发展时期：1947〜1948年，瑞典科学家在环球深海调查中（“信天翁”号），首次将海洋光学调查列入重要的海洋调查计划，测量了辐照度、衰减和散射等；1950〜1952年，丹麦人在环球深海调查中，致力研究了重要海区的初级生产力和光辐照之间的关系；1957〜1958年，在国际地球物理年（IGY）的调查中，测量了北大西洋的水文要素和光学参数，并研究其相互的关系。
美国、苏联、法国等国，相继建立了实验基地，详尽研究了海水固有光学性质和海洋表观光学性质之间的关系；美国R.W普赖森多费尔提出了比较系统的海洋光学理论，发展了海洋辐射传递理论；一些学者对水中能见度理论、海洋光学测量模型、光辐射场与海水固有光学性质之间的关系，进行了比较系统的研究。
60年代中期以后，随着近代光学、激光、计算机科学、光学遥感和海洋科学的发展，海洋光学得到了进一步的发展，特别是结合信息传递的要求，用蒙特卡罗方法较好地解决了激光在水中的传输、海面向上光辐射与海水固有光学性质之间的关系等问题，使海洋光学从传统的唯象研究转入物理的和技术的研究。
二、研究内容（一）基础研究包括实验和理论两方面。
实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。
海洋光学遥感技术在海洋环境监测中的应用
海洋光学遥感技术在海洋环境监测中的应用近年来，随着科技的不断发展和创新，海洋光学遥感技术正逐渐成为海洋环境监测领域的重要工具。
通过利用光学传感器获取海洋区域的光学特征和光学参数，海洋光学遥感技术为海洋环境监测提供了有效的手段。
本文将对海洋光学遥感技术在海洋环境监测中的应用进行探讨。
一、海洋光学遥感技术的基本原理海洋光学遥感技术是利用搭载在遥感平台上的光学传感器，通过接收和解译海洋区域的反射光谱信息，从而获取海洋区域的光学特征和光学参数。
光学传感器对不同波段的光反射率进行测量，并通过相关算法将光学数据转化为可视化的图像。
通过分析这些图像，可以获取海洋区域的光学特性，如水体悬浮物浓度、叶绿素浓度、透明度等重要参数。
二、海洋光学遥感技术在海洋环境监测中的应用1. 水质监测海洋光学遥感技术可以监测海洋水质的变化，特别是水体中的悬浮物浓度和叶绿素浓度等参数的变化。
通过获取这些参数，可以评估水体的污染程度和富营养化状况，为相关部门提供有效的环境监测数据，为水质改善和保护提供科学依据。
2. 藻华监测藻华是指水体中大量积聚形成的浓厚藻类，对海洋生态系统和生态环境造成严重影响。
海洋光学遥感技术可以利用反射光谱信息监测藻华的分布和变化，通过遥感图像分析和相关算法，可以实时观测到藻华的范围和密度，提前预警和及时处理，减少藻华带来的影响。
3. 海洋沉积物监测海洋沉积物是海洋环境中的重要组成部分，了解海洋沉积物的分布和类型可以提供重要的环境信息。
海洋光学遥感技术可以通过监测沉积物的光学特性，如颜色和光反射率等，来推断沉积物的种类和含量。
这对于海底地形和海洋生态系统的研究具有重要意义。
4. 海洋溢油监测溢油事故对海洋生态系统和生态环境造成巨大影响，因此及时监测和处理溢油事故非常重要。
海洋光学遥感技术可以通过监测海洋表面的油膜和溢油区域的光学特性，如光学反射率、颜色等，提供溢油事故的信息和数据。
这有助于相关部门及时采取措施进行清理和应对，减少溢油对海洋生态系统的破坏程度。
海洋遥感技术与应用
海洋遥感技术与应用海洋遥感技术是一种通过卫星、飞机等远距离传感器获取海洋信息的技术手段，通过对海洋表面、海洋底部以及海洋大气等不同要素的监测和分析，可以为海洋科研、资源开发利用、环境监测等提供重要数据支持。
海洋遥感技术的应用领域涵盖广泛，涉及海洋资源调查、海洋环境监测、海洋灾害预警等多个方面，对于推动海洋事业的发展具有重要意义。
一、海洋遥感技术的原理和方法海洋遥感技术是利用卫星、飞机等平台搭载的传感器对海洋区域进行观测和监测，通过接收、记录和解译传感器所获取的电磁波信号，获取海洋表面、海洋底部以及海洋大气等不同要素的信息。
海洋遥感技术主要包括微波遥感、红外遥感、激光遥感等多种手段，其中微波遥感在海洋遥感中具有重要地位，可以实现对海洋表面风场、海温、海冰、海洋色彩等参数的监测。
二、海洋遥感技术在海洋资源调查中的应用海洋遥感技术在海洋资源调查中发挥着重要作用，可以实现对海洋渔业资源、海洋能源资源、海洋矿产资源等的监测和评估。
通过遥感技术，可以实现对海洋渔业资源的动态监测，及时掌握渔业资源的分布和数量，为渔业生产提供科学依据。
同时，海洋遥感技术还可以用于海洋油气资源的勘探和开发，通过对海洋地质构造和沉积物的遥感监测，为海洋油气资源的勘探提供数据支持。
三、海洋遥感技术在海洋环境监测中的应用海洋遥感技术在海洋环境监测中也具有重要意义，可以实现对海洋水质、海洋生态环境、海洋污染等方面的监测和评估。
通过遥感技术，可以实现对海洋水质参数如叶绿素浓度、浮游植物种类等的监测，及时发现海洋环境变化和异常情况。
此外，海洋遥感技术还可以用于监测海洋生态系统的变化，保护海洋生物多样性，维护海洋生态平衡。
四、海洋遥感技术在海洋灾害预警中的应用海洋遥感技术在海洋灾害预警中扮演着重要角色，可以实现对海洋台风、海啸、赤潮等灾害事件的监测和预警。
通过遥感技术，可以实现对海洋气象要素如风速、风向、海浪高度等的监测，及时预警海洋台风等极端天气事件。
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海洋激光遥感技术综述随着国内确立了由海洋经济大国向海洋经济强国转变的发展战略，海洋参数遥感、海洋资源测绘、水下目标探测等领域的新原理及关键技术研究日益受到关注。
利用上述研究成果获得海洋水体特征参数(如声速、温度、盐度、折射率、体粘滞系数等)，可为研究全球气候和生态环境体系，改善海洋环境、海洋灾害预警与海洋气象预报准确度，研究全球气候变暖对策等基础科学领域提供可靠的数据支持；也为我国在民生经济领域对海洋信息的探索与研究，以及对海洋资源的全方位、高效益和可持续地开发与利用具有重要的研究价值和显著的社会效益；特别对我国海军新的战略需求、海上利益保障和积极探索全球全域作战的战略战术提供技术保障。
目前，声学探测手段在海洋探测领域一直占据着统治地位。
然而，声波在海水中的传播速度不仅受海水的盐度、温度和水压等环境因素的影响较大，而且还受到海洋的边界条件和时空变化等的制约。
声纳水下成像技术虽然探测距离较远，但图像分辨率较低，不易辨识小目标。
此外，传统的接触式光学与电学海洋探测手段存在覆盖面小、测量速度慢、同步测量困难等缺点；而非接触式的星载微波辐射和红外辐射遥感探测技术虽然可实现快速、大范围探测，但由于水体对微波和红外极高的吸收性，只能获得海水表层信息。
因此，急需发展激光遥感新原理及关键技术来弥补海洋探测中的不足，实现高速、高精度、低成本和大面积的海洋探测。
近年来，随着光谱探测、干涉测量、微弱信号检测等技术和水体布里渊散射、拉曼散射理论的迅猛发展，以及相关高性能器件的相继出现，使海洋激光遥感的实时、多参量、高精度探测成为可能。
目前，国内研究包括基于光散射理论的频率探测和基于成像的幅度探测的海洋激光遥感新原理及关键技术。
众多科研院所在布里渊散射基础理论、布里渊散射谱信息获取技术、布里渊激光雷达探测水温、海洋水体特征参量获取、水体气泡、海洋地形地貌等领域开展了大量的基础理论与工程技术方面的研究工作，取得了多项原创性的研究成果。
一、海洋激光遥感理论在海洋激光遥感领域国内发展了基于光散射和光反射的两类遥感理论。
在利用光散射信号实现海洋遥感中，研究主要集中在水体的布里渊散射领域。
而在利用光反射信号实现海洋遥感中，研究主要集中在如何抑制后向散射噪声领域。
（一）水体布里渊散射海水中存在着随机的密度涨落并以声速在海水中传播，相当于位相光栅，从而引起入射光的Bragg衍射，衍射光的频率产生Doppler位移△±ωB，位于入射光频率(分子散射)的两侧±1.0cm-1范围内。
其关系如图1所示。
（二）海洋成像在海洋成像中，激光光源往返于激光雷达系统（反射与接收系统）、大气、气液界面和海水之间，激光雷达发出的信号光在水中传输时，在目标处产生反射信号，以及传输链路上水体后向散射信号，两者之间存在时间差，利用时间分辨获得距离分辨，实现水体中目标的深度。
由于使用的光学技术在海洋中传输的最大问题就是当激光通过水体介质时存在极大的后向散射，主要原因是海水中存在各种杂质和浮游物质，即所谓的黄色物质。
这些物质所产生的散射和吸收在很大程度上降低了目标对比度，使探测灵敏度得到限制。
绝大部分散射光在没有抵达目标的情况下返回到光电探测器，产生了很强的散射噪声电平，而抵达目标并返回光电探测器的这些光又由于海水的前向散射，当这些光返回到光电探测器时也会产生噪声电平，降低目标信号的对比度和清晰度。
同时,还有其他光源(如太阳光、恒星光等)与暗电流也会产生探测器的噪声电平，即回波信号中的杂波。
除此之外，在一些特殊的海域，强烈的湍流和气泡等复杂海洋环境也产生强烈的背景噪声。
因此如何抑制后向散射噪声电平成为了考察系统探测性能很重要的技术手段。
二、水体参数的激光遥感海水温度是表征海洋状态的最重要参数，几乎海洋中发生的所有现象和过程都与海水温度相关，并对地球气候变化具有十分显著的影响。
因此，目前水体参数的激光遥感聚焦在海水温度探测领域。
由于蓝绿激光在海水中的衰减系数较小、可以穿透一定深度的水体，因此水体参数的遥感雷达主要采用蓝绿激光作为激励源。
国内发展的遥感雷达主要是基于水体光散射的布里渊激光雷达系统，并开展了初步的海试试验。
由于布里渊散射是一种非弹性散射，散射光与激励激光中心频率存在频移，该频移与水体的声波特性以及散射角有关，而声速又与水体的温度、盐度、密度、折射率等特征参量密切相关。
因此，可以利用布里渊激光雷达系统探测布里渊频移，反演水体温度。
此外，海水盐度可通过不同海域盐度均值、海洋盐度探测卫星或拉曼激光雷达获得，再利用海水折射率与海水温度、盐度和波长的定量函数关系，即可精确获取海水温度。
在海水温度探测中，同时可以获得如声速、盐度、折射率、体粘滞系数等。
目前发展的布里渊频移探测方法主要包括扫描法布里-珀罗(F-P)干涉仪法、F-P 标准具与增强型电荷耦合器件(ICCD)结合测量布里渊散射光谱法、双边缘探测法等，国内北京师范大学、中国海洋大学、南昌航空大学、华中科技大学、西安理工大学等利用上述探测方法开展了水体参数的激光遥感研究。
扫描法布里-珀罗干涉仪是一种高精度光谱测量仪器，可以精确测量布里渊散射光谱，图2所示为扫描法布里-珀罗干涉仪测量布里渊散射谱的装置及其测量的布里渊频谱。
但是由于需要使用的高峰值功率脉冲激光器一般重复频率较低，完成如此宽谱段(约20GHz)的扫描需要很长的扫描周期(如若采用重复频率为10Hz的脉冲激光器，实现约20MHz的测量精度，至少需要100s左右才能扫描完成1幅完整的布里渊散射频谱图)。
图2 扫描法F-P干涉仪测量布里渊散射谱法及测量结果图3 基于ICCD和F-P标准具的布里渊散射谱测量法图3为应用ICCD和F-P标准具测量布里渊散射谱的装置。
该技术对散射光的平行度和激光器的稳频特性没有严格的要求，将布里渊散射激光雷达的实用化推进了一大步。
然而，目前ICCD的像素尺寸较大，且帧频较低，对布里渊散射谱的测量误差和测量速度还有一定限制。
图4 基于多通道F-P标准具的双边缘探测法图4为西安理工大学发展的一种基于多通道F-P标准具的双边缘探测法。
发射系统采用种子注入Nd:YAG脉冲激光器的二次谐波(532nm)，结合动态锁频技术和频移补偿方法，作为激励光源。
利用时间延时器将激励光源从第1脉冲至第i脉冲形成间隔时间(τi)，脉冲光束的间隔时间逐渐增大，依次与水体相互作用。
由卡塞格林望远镜(Cassegraintelescope) 接收不同深度Dn(n＝1、2、3、…)处，激励光束产生的瑞利-米散射、拉曼散射和受激布里渊散射回波信号。
其在分光系统中首先利用FPE1剔除瑞利-米散射和受激布里渊散射，利用干涉光谱技术测量拉曼的反斯托克斯支的谱形获得水体盐度；再利用溴分子吸收池抑制瑞利-米散射后分为两路：第一路，采用基于双通道FPE 的双边缘探测技术，获得受激布里渊散射斯托克斯支的频移；第二路，利用光子相关光谱技术获得受激布里渊散射光强的自相关函数G(2)(τ)，结合动态光散射与水体受激布里渊散射谱宽的自相关特性获得受激布里渊散射谱宽。
三、水下目标的激光遥感（一）频率探测在频率探测中，利用激光雷达获得水体后向光散射频率信息，探测水下目标。
其中，主要是利用水体的受激布里渊散射，该散射是当入射光场强度超过某一阈值并通过介质时，会在介质内部产生电致伸缩效应，引起介质的密度涨落，从而激发出相干声波场以及斯托克斯支散射光，声波和散射光会沿着特定的方向传播，这种类似于受激辐射特性的布里渊散射过程称之为受激布里渊散射，其具有高信噪比、相位共轭特性、单频特性等优点。
国内北京师范大学、南昌航空大学、华中科技大学等利用当激光作用目标界面由纯液相变为固液相时，受激布里渊散射干涉条纹的消失来判断水下目标的存在。
受激布里渊散射是激光与单一水相介质作用产生的非弹性散射，存在水下目标的位置水介质被排空，因此不产生受激布里渊散射。
该方法是通过探测水下目标周围环境场的散射光谱有无来探测水下目标，如图5所示。
（二）幅度探测在幅度探测中，利用激光雷达获得水下目标反射光信息，来探测水下目标形貌。
从20世纪80年代末，国内开始开展幅度探测激光雷达系统的研究，以华中科技大学为代表，研制成功了机载激光雷达海洋探测(CALYT) 系统，并于1996年在国内南海海域进行了机载激光雷达探测实验，具有激光扫描、高速数据处理功能。
由于国内在该领域的起步较晚，对激光雷达系统水下探测的研究较少，跟发达国家研究水平的距离还比较大。
目前，国内众多科研院所：清华大学、电子科技大学、苏州大学、长春理工大学、重庆光电技术研究所、天津津航技术物理研究所等也开展了蓝绿激光雷达的理论和应用研究，发展了扫描同步空间滤波技术、偏振光水下成像技术、距离选通技术、载波调制技术等来解决强烈的背景噪声问题，获得高分辨率的水下目标图像，如图6和图7所示。
图7 基于载波调制的水下目标激光探测四、海洋地形地貌的激光遥感激光海洋测深与海底地形地貌是我国紧随世界潮流发展的一个研究领域，利用激光雷达进行水下探测的技术大致可分为四个发展阶段，第一个阶段是以1960～1970年代澳大利亚研制成功的WRELADS-I系统为代表，这一代系统都没有激光扫描和高速数据记录功能，主要进行激光测深机理性研究，并用于海水深度的测量；第二个发展阶段是1980～1990年，此时，激光测深系统普遍增加了激光扫描、飞机定位和高速数据记录等功能，使机载激光测量海水深度系统向机载激光测绘海底地貌系统转化，主要代表作有：澳大利亚WRELADS-II、加拿大的LARSEN500 型、美国的SHOALS 等；第三阶段是以20世纪90年代瑞典研制成功的HAWK EYE系统为代表，普遍采用了半导体泵浦的Nd:YAG激光器，增加了GPS卫星全球定位系统，使机载激光测绘近海海底地貌进入实用化。
第四阶段是进入21世纪以来，以美国的SHOALS 的升级系统SHOALS-1000T为代表，SHOALS-1000T与SHOALS 相比最大的不同在于它包含一个综合型全功能的数字照相机，可以同时检测水下和地面。
该系统的数据搜集量是原系统的2.5倍，但是整体耗费功率只有原来的三分之一。
目前中国科学院上海光学精密机械研究所研制了机载海洋测深与地形地貌探测系统，并实现了现实应用，如图8所示。
五、结论目前，国防科工委遥感技术专项，海军装备预研创新项目、国家高科技计划及国家自然科学基金等先后启动了对水下目标激光探测新原理及关键技术研究的资助。
2017年，海洋发展战略论坛在京召开，提出了“打造海洋高端智库，助力海洋强国建设”的口号；2018年，在西安召开了第二届全国海洋光学高峰论坛，论坛展示了海洋光学领域的最新研究成果、学科前沿发展及研究热点等，为海洋激光遥感展示技术创新、推动技术应用、探讨携手合作的开放学术平台。