水色遥感与水色卫星

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基于遥感技术评估海洋初级生产力

基于遥感技术评估海洋初级生产力

2、海洋水体的光学特性。海水的光学特性可分 为两类: 固有光学量和表观光学量。固有光学量是指 只与水体成分有关而不随光照条件变化而变化的量。
它直接反映媒介的散射和吸收特性, 并且它随水中的 溶解和悬浮物以及媒介的电磁特性的变化而变化。表 观光学量是指随光照条件变化而变化的 量, 这些参 必须进行归一化,才有可能进行不同时间、 地点测量
4、海洋初级生产力。 海洋水色遥感的根木目的
是监测海洋初级生产力的变化,初级生产力表示在单 位海洋面积里,浮游植物通过光合作用固定碳的净速
率, 初级生产力的 单位是mg.耐d , 其中 , 第一个mg
指增长的浮游植物量 (由碳含量量度) 。而海洋初级 生产力的两类算法 (经验算法和解析算法) 都是基于 下面两点假设: (1 叶绿素 a 的浓度与浮游植物生 ) 物量 (用细胞浓度、细胞体积和浮游植物碳来表示) 间有很强和很稳定的相关性; (2 光合作用时,细 ) 胞中起主要作用的叶绿素是叶绿素 a。因此可看出, 通过遥感海水浮游植物中的叶绿素是评估海洋初级生 产力的一个重要指标。
精度‘ 3 , 0一 测量精度蕊 0 。 0 0.1 另外为了 避开海面直射 反射 光入瞳, 需要探测器沿轨前后倾斜 ( 一 加0 扫 o 0 士 ) 描, 倾角按照一年四 季太阳高度角变化而进行调整。 3、 探测器。海洋水色 探测器的 性能要求, 主要
是由于波段设置、 信噪比 ( 八) 、 S 视场、 量化级、 辐
初级生产力海洋水色遥感是利用机载或星载遥感探测器探测与海洋水色有关的参数即海色要素如叶绿素悬浮物可溶有机物污染物等的光谱辐射根据生物光学特性太空中的传感器在探测到的辐射度中推算离水辐射度的大小和分布求得海水中叶绿素和悬浮物的含量等海洋环境要素获取有关的物质的分布信息从而进一步提取海洋叶绿素浓度等的信息来监测海洋环境和根据叶绿素的浓度评估海洋生产力

第五章-海洋水色遥感---海洋遥感

第五章-海洋水色遥感---海洋遥感
(1 )Ed (,0 ) rREd (,0 )
R Eu ( ,0 ) / Ed ( ,0 )
2024/7/17

Ed ( ,0 )
(1 )
Ed ( ,0 )
1 rR
R (bsc a) /(bsc a)
5.3 生物-光学算法的物理基础
Lwc
c. 考虑多次散射和白浪引起的散射
Lw (ti / n ) Lu
Ls
2
w
ti , r , nw
Lt Lwt s rLs t d Lr La
rLs Lsr
2024/7/17
Lwc t s Lru
Lu
水中物质
海表
※.利用水气辐射传输模型反演的主要过程
(1)辐射定标
感水体表层叶绿素浓度的可行性。
• CZCS(Nimbus-7)
• SeaWifs(SeaStar)
• MODIS(Terra-Aqua)
• COCTS(HY-1A、HY-1B)
2024/7/17
5.1 概述
1.海洋水色遥感传感器
2024/7/17
5.1 概述
1.海洋水色遥感传感器
波段
设置
2024/7/17
海水的光学特性有:表观光学量和固有光学量。
表观光学量由光场和水中的成分而定,包括向下辐照
度、向上辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、辐照度比等,
以及这些量的衰减系数。
固有光学量与光场无关,只与水中成分分布及其光学
特性有关,直接反映媒介的散射和吸收特征,如:吸收系
数;散射系数;体积散射函数等。
2024/7/17
归一化离水反射率和归一化离水辐射度与入射光达

海洋水色卫星遥感二类水体反演算法综述

海洋水色卫星遥感二类水体反演算法综述
I R hJ1 R 7 ' 一 a n R 4 盒

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

今日海洋水色卫星及其应用

今日海洋水色卫星及其应用

《 际太空》20 国 0 2年 7月 号
维普资讯
由表 1可 见 , 两 个 海 洋 水 色 卫 星 系 列
台 湾 的 O I R C A - 1卫 星 ) 。 类 属 于 C (O S Байду номын сангаас 等 这 典 型的水色仪 。 ()C D C D相 机 的特 点 : 一 是 波 段 2 C C 数 较 少 , 二 是 地 面 分 辨 率 较 高 , 更 适 用 于

的轨 道 均 采 用 太 阳 同 步 近 极 地 轨 道 ,倾 角
约 9 。 , 以满 足 海 洋 水 色 卫 星 的 全 球 覆 8 可
盖 要 求 ;全 球 覆 盖 周 期 为 1 2 , 也 满 足 ~ d
要 求 : 降 交 点 地 方 时 分 别 为 1 3 m和 0: 0 a
今仍在运 行 。其后 继卫星 Tr a和 Au er qa
分别 于 19 9 9年 1 2月 和 2 0 0 2年 5月 发 射 ,
这两 颗卫星也 仍在运行 中。 海 洋 水 色 卫 星 的 技 术 指 标 见 表 1 。
也 仍 在 运 行 中 。需 要 说 明 的 是 :T r a 是 er 美 国 发射 的 多 功 能 卫 星 , 星 上 中 分 辨 率 成
水 色 仪 可 分 为 如 下 4种 类 型 。
A是 气 溶 胶 监 测 模 块 ,M S 0 —C是 1台单 () 成 像 光 谱 仪 成 像 光 谱 仪 是 一 4
() 海 岸 带 水 色 仪 (Z S C C 1 C C ) Z S是美
国早 在 1 7 年 l 月发 射 的 雨云 气 象 卫星 98 0
海 洋 水 色 探 测 波 段 , N S 将 其 作 为 AA

基于卫星遥感技术的海洋水色遥感监测研究

基于卫星遥感技术的海洋水色遥感监测研究

基于卫星遥感技术的海洋水色遥感监测研究随着人类对自然环境的不断探索和了解,人们开始意识到海洋生态环境的重要性。

而海洋水色就是海洋生态环境中不可或缺的一个因素。

随着科技的不断进步,卫星遥感技术成为了海洋水色遥感监测的重要手段。

一、卫星遥感技术的基本原理卫星遥感技术是指利用卫星传感器采集地面、海面或大气的信息,再将这些信息传回地球进行处理和分析的技术。

其基本原理是遥感器在航行中时测量某一物理量,如海面水色、温度等,然后把测量结果转换成数字信号,通过遥感卫星传回地面,再进行处理、分析和提取有用信息。

不同波段的遥感数据就对应着不同的物理量,比如蓝色光波段的反射率与浊度相关,而红外波段的辐射与水温等因素有关。

二、海洋水色遥感监测的应用海洋水色遥感监测可以帮助我们了解海洋水质的状况,实现对海洋环境的可持续管理和保护。

具体的应用包括以下几个方面:1. 监测海洋水质利用卫星遥感技术可以实现对海水色的实时监测,获得大量的信息。

这些信息可以用于判断海洋水质的好坏,分析水体中的各种物质浓度和混杂物质的含量。

比如可以通过监测浮游植物的分布,来探测危害海洋生态环境的有害藻类的出现。

2. 预测和预警海洋灾害利用卫星遥感技术还可以对海洋灾害进行预测和预警。

通过对海洋水色数据的分析,可以提前获知海洋异常现象的出现,如海水变浑、海水变暗、水温异常等,为防范海洋灾害提供依据。

3. 监测海洋生态环境变化海洋生态环境的变化与海洋水色密切相关,可以通过卫星遥感技术进行监测和分析。

这样可以更全面地了解海洋生态环境的变化,为海洋生态环境保护提供依据。

4. 进行海洋资源勘探利用卫星遥感技术可以获得海洋水色图像,进而了解海底沉积物、海洋生态环境和生命资源。

这些信息可以用于海洋资源的勘探和开发,特别是石油、天然气等非可再生能源的勘探。

三、卫星遥感技术存在的问题和发展趋势虽然卫星遥感技术可以为海洋水色遥感监测提供有效手段,但是还存在一些问题。

1. 遥感数据精度不高卫星遥感技术对海洋水色的监测存在数据精度较低的问题。

海洋水色遥感卫星发展

海洋水色遥感卫星发展

学校:山东科技大学班级:硕研11-4班学号:2011020416 姓名:冀婷婷海洋遥感卫星发展摘要:本文对国内外海洋遥感卫星发展历程作了简单介绍,并对我国“海洋一号”“海洋二号”“海洋三号”卫星各自主要任务作了说明。

介绍了近年来我国在海洋遥感应用工程技术方面的取得的新进展,及在业务化应用方面生产的系列化产品。

并对我国海洋遥感定量化研究的发展作了分析和展望。

关键字:海洋遥感,卫星,发展Abstract:This paper introduces the development of ocean remote sensing on domestically and abroad. Then it gives an brief introduce to the satellite HY-1,HY-2 and HY-3. With the aim of operational service, several kinds of ocean remote sensing monitoring systems have been developed. The paper also prospected the development of ocean remote sensing.Key words: ocean remote sensing; satellite; development1.前言海洋卫星,是用于海洋水色,海面温度,海冰,海流,海平面高度等的观测,为海洋和海洋生物资源开放利用、海洋环境监测、海洋科学研究等领域服务而设计发射的一种人造地球卫星。

水色卫星,是指专门为进行海洋光学遥感而发射的卫星,如美国在1997年发射的SeaStar就是仅载有“宽视场水色扫描仪”(SeaWiFS)的水色卫星。

专门的水色卫星平台很少,多数是搭载有水色遥感器的多遥感器卫星平台。

2.国内外海洋卫星发展现状国内外已发射的海洋卫星按用途分,海洋卫星可分为海洋水色卫星、海洋动力环境卫星和海洋综合探测卫星。

第七章 可见光和近红外辐射计与水色遥感 卫星海洋学课件

第七章 可见光和近红外辐射计与水色遥感  卫星海洋学课件

§7.1 辐射计(Radiometers)
辐射计(radiometer)是一种根据被动
遥感理论(passive remote sensing theory)制作的传感器。辐射计本身并 不发射电磁波,它只接收地球表面反射 和散射的太阳光或者地球表面包括陆地、 海面和大气层的自发辐射;人们依靠反 演算法可从辐射计测量数据中提取有关
第七章 辐射计和水色遥感(Radiometer & Ocean Color Remote Sensing)
§7.1 辐射计(Radiometers) §7.2 水色遥感简介(Introduction to Ocean Color Remote Sensing) §7.3 大气校正(Atmospheric Correction) §7.4 水色遥感术语(Scientific Terms of Ocean Color Remote Sensing) §7.4.1 离水辐亮度(Water-Leaving Radiance) §7.4.2 遥感反射率(Remote Sensing Reflectance) §7.5 海洋水色要素的生物光学算法(Bio-Optical Algorithms of Ocean Color Elements) §7.6 二类水体水色反演算法(Algorithms of Ocean Color Retrieval for Case 2 Waters)
地球表面、海洋和大气的物理信息。
辐射计及其用途




辐射计主要包括可见光和近红外辐射计、红外辐射 计、热红外辐射计以及微波辐射计。 可见光和近红外辐射计在水色卫星上用来遥感海水 叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度以及海水漫衰减系数等; 红外辐射计在气象卫星和陆地卫星上用来遥感雪、 冰、气溶胶和薄卷云等; 热红外辐射计在气象卫星和海洋卫星上用来遥感海 面上空水汽含量、大气剖面温度和湿度以及海表面 温度等 微波辐射计在海洋卫星上用于遥感海表面温度、海 表面风速和风向、海面上空水汽含量、可降水量等, 在飞机上用于遥感海表面温度和海表面盐度等。

概括国际水色遥感卫星的发展应用情况

概括国际水色遥感卫星的发展应用情况

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显 得犹 为重要 和迫切

信噪比
,
极 高 在 一 般 遥 感 器 作 为 暗像 在

,
,
,
元 的水 体 目标 上 国 际 上 目前 要 求 其
,

上 因此 如 果 不 作 自动 增 益 调 整 其 在 陆 地 目标 上 的

信号将 趋 于 饱 和

海洋水 色 卫 星 遥 感 是 一 门涉 及 海 洋 生 物 光 学 电子 计算机 航 天 等 多 个 科 学 领 域 的新 兴 交 叉 科学
,
随着对 地 球 认 识 的不 断 深化 海 洋 的作 用 越 来 越被人们所认识
,

海 洋 在 整 个 地 球 环 境 变 化 中起 着
,

主要 的作用 海 洋 环 境 的 重 要 性 如 对 全 球 碳 循 环
,
殊 的设 计 要 求


专 门的水 色卫 星 平 台很 少 多 数 是
,
,
,
全球气 候变 化 的 作 用 等 迫 使 人 们 采 用 各 种 手 段 对
度 有 关 而 且 还 与 波 源 和 接 收 器 的相 对 位 置 有 关 同
,
,
,
的 意 义 是波 源 单 位 时 间 内所 发 出波 的 个 数
,
,
时 还 能 得 出许 多 书 中给 出 的 特 例
的 意 义 是 单 位 时 间 内接 收 到 波 的 个 数 此 时 多 普
— 上 运 动 物体 的 多普勒效 应 公 式 形 式

即 在 同一 直 线

勒 效 应 的公 式 为 对误差小于
,
对 于 光 波 的多 普 勒 效 应 公 式 形 式 如 下
如图





我们相 信 中 国一 定 能 在 海 洋 遥 感 和 海 洋 的开
,
我 国 的海 洋 一 号 水 色 卫 星
,
是一颗试验
,
发 利用 上 跻 身世 界前 列

型 业 务 卫 星 主 要 用 于 海 洋 水 色 要 素探 测 为 海 洋 环

卫 星 顺利 发射 升空 结 束 了我 国没 有 海 洋 卫 星 的历
就 是仅 载有
的水 色卫星



那 么 我 国究 竟 为 什 么 要 发 展 海 洋卫 星
,
海洋卫
宽 视场水色 扫描 仪

星 能 够 发 挥 哪些 作 用 和 功 能 呢
是 目前 世 界 上 较 为 先 进 且 被 广 泛 应 用 的 一 颗水色卫星 与 气象卫 星 和其他 卫 星 相 比 水 色卫 星 有 其特
,
俯仰‘
三轴

度 度
滚 动‘

偏航 续
,




其中

姿态 测 量 精度
卫 星 工 作 寿命 命
俯仰 滚动 蕊


偏航 蕊

海 洋 一 号 的 设 计 和 性 能 均 已 达 到 当今 世 界 水 色 标 志 着 我 国 的海 洋 遥 感 的 新 纪
现代物理知 识


万 多千 米 沿海 岛屿
,
波段 水 色水 温 扫 描 仪

万 多千米 并拥有 因此 海 洋在 我 国社 会 经 济
、 、
,
波段
相机
水 色遥感 器与 陆地资
万 平 方 千 米 的管 辖 海 域
源 或 气 象 遥 感 器 的 主 要 不 同点 是
建设 中 的战 略地 位 极 为 重 要 而 利 用 空 间 技 术 检 测 海洋 在维护我 国海 洋 权 益 保 护海 洋 环 境 开 发海 洋 资源 减 轻海 洋 灾 害 和 有 效 实 施 海 洋 管 理 等 方 面
,


如图
所示 如果 用
,

,

, 。

,
分别表示 波源
以 上 公式 只适 用 于低 速 运 动 的物 体 而 且从 中
,
振 动 的频 率 接 收 器 接 收 到 的 频 率 及 媒 质 质 元 的 振 动频率 或 单 位 时 间 内通 过 波 线 上 一 点 的 波 的 个 数
, 。
,
可 以 看 出 多 普 勒 效 应 不 但 与 波 源 和 接 收 器 的运 动 速
搭载有 水 色 遥 感 器 的 多 遥 感 器 卫 星 平 台 如 美 国

其进 行 观测 和 研 究 在可见光

所谓海 洋 水色 是指海洋水体

,
欧 洲 空 间局
,
日本

到 的 不 同水 体 具 有 不 同 的 颜 色 一 样
,

近 红 外 波段 的 光谱 特 性

Байду номын сангаас
正如人 眼看
等卫 星 上 分 别 载 有 沿 岸 带 水 色 扫 描 仪
泛 的应 用

,
,
,
”“ 二
,
石而丽瓦

它是 奥地 利物理学 家多普
,
年发现 的 而 电磁波 频 域 的多 普勒 效 应在 年 才得 到证 实

现在 它在许 多领域得 到 了广
多普 勒 效 应 的 含 义 及 普 遍 公 式 多 普勒 效 应 是 指 当波 源 和 接 收 器 之 间有 相 对 运 动时 所接 收到 的频 率不 等于 波 源 振 动 的频 率 的现

,
个 为 水 色 遥 感 专 门设 计 的 通 道
像光谱 仪
感器

,
水 色水温扫描仪 年
,
中国台湾省 已 在
,
我 国东 临 太 平 洋 是 世 界 上 重 要 的海 洋 国 大陆海 岸 线 长达 多个 岛屿岸线约

, ,
,
水 色 卫 星 我 国 的 这 颗 自行 设 计 制 造 的 海 洋一号水色卫星 其上载有

,
有绝 对 的精 度 指 标 要 求 如 定性 指标 为 遥 感器 辐射 定标 绝对误 差 小 于 对误差小于
,
不确
,

为首 的政 府机构 开 始筹
一 类水体业 务化 大气修正算 法 绝
期 总

浅 谈 多 普 勒 丈欠应 及其 应 用
赵旭光
卜 乌 明音
山东
烟 台师 范学 院 物 理 系
在 日 常 生 活 中 人 们 都 有 这 样 的经 验 当 一 列 高 速行 驶 的 火 车 从 远 处 鸣 笛 而 来 时 人 耳 听 到 的 笛 声
,

卫星 质量
轨道类 型 太 阳 准 同步 圆轨 道 轨 道 高度 卫星尺寸 电源 输 出功 率 扩

,
,

轨道倾角
卫 星 共 用 平 台进 行

相机

平台 装载 卫星具有小
,
,
初期
末期
天 对
,
载荷覆 盖周 期
对 水 色扫描 仪 重 复观 测 周 期 为

范 围变 轨 能力 和 太 阳 帆 跟 踪 太 阳 对 日 空 间 能 力 采

境监测 与资源开 发 服 务 海 洋 环境 监 测 与 资 源 开 发 包 括 海 洋生 物 资 源 开 发 利 用 海 洋 污染 监 测 与 防治 海岸带资源 开发 和海洋科学研究 等领域 海洋卫 星平 台是 采 用 适应性改 进 和 升 级 而 成 的 台海 洋 水 色 扫 描 仪 和 用了 台
、 、 、

波段 较 窄 可 见 部 分 约 纳 米 光 谱 范 围一 般 在 时 间窗
,
,
,
纳米 近红外约 纳米 左右
,
,


按 其 研 究 目标 差 别 可 包 括 内陆 水 体 近 岸 水
,


一 般 要 求 在 当地 时 间
体 大 洋 开 阔水 体 等 的 遥 感 的迅 速 发 展 始 于 的发射
水 色遥 感 与 术 色 卫 星
张 鉴
安徽
《 为
合肥 工 业 大学 理学 院

星 海洋一 号
“ ”
月 巧 日上 午 我 国 第 一 颗 海 洋 探 测 卫
,
划 高性 能 的 第 二 代 水 色 遥 感 器
的卫 星 如美 国在
,

同时发射 的还有 风云 一 号
,


气象

水 色卫 星是 指专 门为进行 海洋光学遥感 而发射 年发射 的

,

真正 意义 上 水 色遥感
、 、
之 间过 境 最 好 是 中午 直 射 光 在海 面 的反 射进 人 视 场
年 美 国沿 岸 带 水 色 扫 描 仪

要求 卫 星 平 台具 有 倾 斜 功 能 以 避 免 太 阳
前 苏 联 日本 法 国 加 拿 大 和 印度

等相继 发射 了一 系列 海 洋 卫 星
中分 辨 率 成 像 光 谱 仪
海 洋环境变化
,

,
个 通 道 中只 有 欧 洲 中分 辨 率 成 等水 色遥
月成功发射 了
的重 要 指 标 之 一 是 其 水 体 的 生 物 光 学 特 性 变 化 而 水色 遥 感 即 利 用 可 见 光 近 红 外 对 海 洋 进 行 遥 感 的 技术 为海洋生 物光学 特性 的研 究 提供 了有效 的技 术手段 家之 一 有
机重 复 观测 周 期 为
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