第七章海洋表面动力地形的卫星测量海洋遥感案例
遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析
遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析概述海洋温度异常监测是一项关乎自然环境和人类社会发展的重要任务。
随着遥感技术的发展，其在海洋温度异常监测中的应用已经取得了显著的成果。
本文将通过分析几个具体的应用案例，探讨遥感技术在海洋温度异常监测中的具体应用及其优势。
案例一：印度洋热带海域的温度异常监测遥感技术在监测印度洋热带海域的温度异常方面发挥了重要作用。
通过利用卫星遥感数据，科学家们能够获取到大范围的海洋温度分布图，从而及时发现异常的海洋温度变化。
例如，1998年印度洋发生的“厄尔尼诺”事件就是通过遥感技术首次发现的。
当时的印度洋温度异常引发了大规模的气候变化，影响了全球的气候格局。
遥感技术的优势在于其能够提供大范围、高分辨率的海洋温度监测数据。
而且，遥感技术具有多源数据融合能力，能够综合利用不同传感器获取的数据，提高监测的效果和准确性。
通过遥感技术，科学家们能够实时监测海洋温度异常的发生和演变，为海洋环境管理和灾害防治提供重要的参考依据。
案例二：南极洲海域的冰川融化监测南极洲的冰川融化对全球海平面上升有着重大的影响。
然而，传统的地面监测方法在南极洲海域存在一系列的困难和挑战。
遥感技术通过卫星遥感数据的获取与分析，为南极洲海域的冰川融化监测提供了一种有效的手段。
利用遥感技术，科学家们能够获取到南极洲海域的冰川融化过程的时空变化图像。
通过对这些图像的分析和比较，他们能够准确监测和评估南极洲海域的冰川融化情况，并预测其对海平面上升的潜在影响。
此外，遥感技术还能够提供冰川融化的趋势分析和风险评估，为应对气候变化和海平面上升提供科学依据。
案例三：东海蓝藻水华监测东海是我国重要的渔场和海洋经济开发区，然而，由于环境污染等因素，东海蓝藻水华问题日益突出。
传统的监测方法费时费力且覆盖面有限，无法满足实时监测的需求。
遥感技术的应用为东海蓝藻水华监测提供了一种高效的解决方案。
利用卫星遥感数据，科学家们能够获取到大范围的东海水域的蓝藻水华分布图像，实现对蓝藻水华的快速监测。
卫星遥感海洋生态环境监测数据分析指南
卫星遥感海洋生态环境监测数据分析指南近年来，随着卫星遥感技术的不断发展和应用，海洋生态环境监测领域也得到了有效的改善和提升。
卫星遥感数据的获取和分析为海洋生态环境监测工作提供了全面、定量、精确的数据支持，为相关决策和管理提供了重要的科学依据。
本文将为读者提供关于卫星遥感海洋生态环境监测数据的分析指南，帮助读者更好地使用卫星遥感数据进行海洋生态环境监测研究。
一、卫星遥感海洋生态环境监测数据的来源卫星遥感数据主要通过遥感卫星获取，一般分为静止卫星和运动卫星两种。
静止卫星主要包括地球同步卫星，如NOAA、FY和GOES等；而运动卫星则包括轨道卫星，如加密系列等。
这些卫星通过携带的传感器获取大气、海洋、地表等多种信息，并将数据传回地面接收站，形成遥感数据。
二、海洋生态环境监测数据的分析方法1. 数据预处理卫星遥感数据在获取和传输的过程中，由于多种原因（如大气干扰、传感器噪声等），可能会产生一定的误差。
为了减小这些误差对数据分析结果的影响，需要进行数据预处理。
预处理主要包括数据校正、去除异常数据和噪声等。
2. 数据融合卫星遥感数据通常会得到多个波段的信息，如可见光、近红外和热红外等。
为了利用这些信息更全面、准确地描述海洋生态环境，需要进行数据融合。
数据融合可以通过特定的算法将不同波段的数据进行组合，形成一幅全谱段的影像，从而实现对海洋生态环境的更全面监测和描述。
3. 特征提取与分类卫星遥感数据含有丰富的信息，但需要通过特征提取与分类方法来解读和分析。
特征提取是将遥感数据转化为一组具有代表性的特征参数，用于描述和分析海洋生态环境。
常用的特征包括水温、叶绿素浓度、浮游植物类型等。
而分类则是将特征参数按照一定的规则进行分类，将海洋生态环境划分为若干不同的类别，方便后续的监测、分析和决策。
4. 数据分析与评估基于卫星遥感数据的海洋生态环境监测不仅需要对数据进行分析，还需要进行评估。
通过对监测数据的分析和评估，可以得到海洋生态环境的变化趋势、关键环境指标的时空分布等信息，为海洋环境保护和管理提供科学依据。
测绘技术在海洋科学研究中的应用方法与实践案例
测绘技术在海洋科学研究中的应用方法与实践案例一、引言海洋占地球表面的71%，而对于水下地形的研究与探测一直以来都是科学家们关注的焦点之一。
测绘技术在海洋科学研究中具有重要的应用价值，能够帮助人们更好地理解海洋生态系统、海底地形以及海洋物理、化学等方面的特征。
本文将讨论测绘技术在海洋科学研究中的应用方法与实践案例。
二、海底地形测绘技术1. 多波束声纳技术多波束声纳技术是一种通过发送多个声波束实现对水下地形进行测绘的方法。
该技术能够提供高分辨率的地形数据，并能够在较大范围内实现快速测绘。
通过多波束声纳技术，科学家们能够获取到水下地形的详细信息，从而更好地理解海洋生态系统的结构与特征。
2. 卫星测高技术卫星测高技术是利用卫星搭载的雷达仪器对海面进行测高测量的方法。
该技术能够实现对全球海洋的测高，以获取到海面高度的变化情况。
通过卫星测高技术，科学家们能够观测到海面高度的变化趋势，并进一步推测出海洋环流、洋流等重要信息。
三、测绘技术在海洋生态研究中的应用1. 基于遥感的海洋生态系统监测遥感技术结合测绘技术能够实现对海洋生态系统的大范围监测。
科学家们可以利用航空、卫星等遥感平台获取到大量的海洋生态数据，如海洋气候、水色、营养盐含量等。
通过对这些数据的分析和解释，科学家们能够研究海洋生态系统的动态变化规律，进一步推断出海洋的生态健康状况，为海洋保护与管理提供科学依据。
2. 海洋生物多样性调查测绘技术在海洋生物多样性调查中也发挥着重要的作用。
通过声纳、水下相机等技术，科学家们能够对海洋中的生物种群进行追踪与监测。
例如，科学家们利用声纳技术发现了许多海底火山活动口附近的珊瑚礁区域，这些珊瑚礁区域被发现与传统认知相悖，为生物多样性保护和生态系统演变研究提供了新的方向。
四、实践案例1. 高分辨率测绘揭示深海峡谷利用多波束声纳技术，科学家们发现了大量的深海峡谷，这些峡谷将海底分割成不同的地形区块。
这些峡谷中生活着许多独特的海洋生物，为海洋生物多样性研究提供了重要的实践案例。
测绘技术在海洋调查中的应用实例
测绘技术在海洋调查中的应用实例近年来，随着科技的快速发展，测绘技术在各个领域都发挥着重要作用。
特别是在海洋调查方面，测绘技术更是成为了一项不可或缺的工具。
本文将结合实际案例，探讨测绘技术在海洋调查中的应用实例。
首先，测绘技术在海洋地形测绘中扮演着重要角色。
随着海洋资源的逐渐开发利用，对海底地形的准确测绘成为了必要的技术任务。
测绘技术可以通过遥感和声纳等手段，对海底地形进行三维测绘，绘制出精准的海洋地形图。
这不仅可以为海洋资源勘探提供准确的地形信息，还能够帮助海岸防护等领域进行海域规划和管理。
其次，测绘技术在海洋生态调查中也发挥着重要作用。
海洋生态系统的保护与可持续发展成为了国际社会共同关注的议题。
而要对海洋生态系统进行科学的调查与监测，准确的数据是必不可少的。
测绘技术可以通过遥感和激光雷达等方式，获取到海洋生态系统的空间分布和生物多样性等信息。
例如，通过水下声学设备测绘海洋中的生物群落，可以帮助科学家了解海洋生态系统的结构和功能，为有效保护和管理海洋生态系统提供科学依据。
此外，测绘技术在海洋资源勘探中也发挥着重要作用。
海洋中潜藏着丰富的矿产资源，如油气、金属矿产等。
而要对这些矿产资源进行有效的勘探，准确的地质调查与测绘是必不可少的。
测绘技术可以通过地面控制点与航空、卫星遥感数据相结合，对潜在矿产区进行高精度的地形测绘。
通过对海底地质构造、地貌特征以及地球物理场等的研究，可以为勘探人员提供矿产资源富集区的相关信息，有效指导勘探工作的实施。
另外，测绘技术在海洋工程建设中也起到了至关重要的作用。
海洋工程建设如海底管道铺设、海上风电场建设等，需要精确的空间数据来指导工程的规划和实施。
测绘技术可以通过高精度的测量和定位手段，对海底地形、水深以及水流等进行准确测量，并生成相应的数据。
这些数据可以为海洋工程建设提供重要参考，帮助工程师们解决具体问题并降低风险。
综上所述，测绘技术在海洋调查中的应用是多样且广泛的。
第七章微波遥感
航天雷达遥感。
航天飞机成像雷达：可穿梭于地面与外空之间，高度在200300km之间，美国1981年发射SIR-A，1984年SIR-B，1994年 SIR-C，最初使用HH极化，后来多极化，视角可变可调整。
海洋卫星的特点
要求大面积、连续、同步或准同步探测，扫描宽度要大。 分辨率不能太低，近极地太阳同步轨道卫星，地面覆盖周期
理论计算表明，合成孔径雷达的方位分辨率
r =L/2 L为每个小天线的长度
与小天线组成，总长度为1km，每一小天 线长10m，所发射微波的波长为15cm，目标距天线1000km(斜 距)。 如是10m天线，目标地物的方位分辨率为？m 如是1km天线，目标地物的方位分辨率为？m
五、某些地物的雷达影像实例： 土壤：可用于考古和土壤含水量的测定。 对于植被：探测植被含水量，含水量高的植被，后向散射系
数比含水少的植被？。在繁密覆盖区，短波（2-6cm）能较好
探测农作物和树叶冠层，而土壤信息较少；较长的波段（1030cm）则较好地探测树干树枝，再长则可探察地表土壤信息。
遥感导论
第七章 微波遥感 Microwave RS
波长在1mm-1m的电磁波。在这一区间，按照波长由短 到长，又可分为毫米波、厘米波和分米波，统称做微 波波段。
微波有被动和主动之分。被动式接收地物辐射的微
波，可用于测地物温度，但微波辐射弱而？分辨率
低。
一般用主动式，天线向下方或侧下方发射强微波，
被地物吸收和反射，接收来自地物反射的180方向的
微波，也被叫做后向散射波，不同物体，后向散射
系数不同。
微波在发射和接收时常常仅用很窄的波段，所以按地物 反射特点和水汽吸收特点可分为：
高精度测绘技术在海上测量中的应用案例
高精度测绘技术在海上测量中的应用案例近年来，随着科技的飞速发展，高精度测绘技术在海上测量中的应用越来越广泛。
高精度测绘技术通过使用先进的测量设备和算法，能够提供更准确、更全面的测量结果，为海上工程、海洋资源开发和航海安全等领域提供了有力的支持。
本文将以一些典型的案例来探讨高精度测绘技术在海上测量中的应用。
第一应用案例：海底地形测量海底地形测量对于海洋资源开发、海域规划和航海安全具有重要意义。
传统的测量方法通常采用多点测深法，但由于时间成本高、精度有限，无法满足高精度要求。
而高精度测绘技术的出现，为海底地形测量带来了新的突破。
以我国南海为例，利用高精度测绘技术，海洋勘探单位成功完成了对南海一处深海峡谷的测量工作。
他们使用了多波束测深仪和激光扫描仪等设备，实现了对峡谷地形的高精度测绘。
通过这项工作，不仅获得了该区域的测量数据，还得以进一步了解南海的地质结构和海洋生态环境，为南海的海洋资源开发和环境保护提供了科学依据。
第二应用案例：沉船探测沉船探测是海上测量中的另一个重要应用领域。
在过去，沉船探测多依赖于潜水员的勘探，但由于潜水员的作业深度受限，对于深海沉船的探测面临很大的困难。
而采用高精度测绘技术，可以实现对深海沉船的快速定位和识别。
日本海洋科学技术研究所利用多波束测深仪和声纳成像设备，成功发现了二战期间沉没在太平洋深海的两艘日本航母。
通过高精度测绘技术，不仅能够迅速发现沉船的具体位置和坐标，还能够通过对沉船的三维重建，还原出船体的形态和结构，进一步了解历史文化。
此外，高精度测绘技术还可以有效辅助沉船的清理和保护工作。
第三应用案例：海上工程测量海上工程测量是高精度测绘技术的又一重要应用领域。
在海上建设海洋风电场、油气平台等工程时，准确的测量数据对于工程施工和后期运营至关重要。
高精度测绘技术能够提供工程所需的精确地理数据和三维模型，为工程的设计和管理提供强有力的支持。
以北海为例，中国某石油公司在北海建设了一座水下油气平台。
海洋遥感知识点总结
海洋遥感知识点总结本文将从海洋遥感技术的基本原理、常用遥感技术和海洋遥感的应用领域等方面进行详细的介绍，并结合一些实际案例，希望可以为读者对海洋遥感技术有一个更全面的了解。
一、海洋遥感技术的基本原理海洋遥感技术是通过传感器对海洋进行观测和测量，然后将获取到的数据传输到地面处理系统进行分析，从而得到关于海洋的信息。
传感器可以是搭载在卫星上的遥感仪器，也可以是在飞机、船只等平台上安装的探测设备。
遥感技术主要依靠电磁波在大气和海洋中的传播和反射特性来获取海洋信息。
具体而言，通过用不同波段的电磁波对目标进行监测和探测，再利用电磁波与目标反射或散射作用时的特性来获取目标物体的信息。
遥感技术主要包括被动遥感和主动遥感两种方式。
被动遥感是指通过接收目标物体所发出的自然辐射或反射的电磁波，比较常用的是太阳辐射。
而主动遥感是指通过发送特定频率的电磁波到目标物体上，然后将目标物体发射的辐射或反射返回的信号进行分析。
被动遥感和主动遥感一般配合使用，可以获取更加全面的目标物体信息。
二、常用的海洋遥感技术1. 被动微波遥感被动微波遥感是通过接收海洋表面微波辐射来获取海洋信息的一种遥感技术。
微波辐射可以在大气中穿透，因此即使在云层遮挡的情况下，也可以对海洋进行探测。
被动微波遥感技术可以用来测量海洋表面温度、海洋表面风速、盐度等信息，对海洋动力学和大气海洋相互作用研究有着重要的意义。
2. 被动光学遥感被动光学遥感是通过接收海洋表面反射的太阳光来获取海洋信息的一种遥感技术。
光学遥感可以测量海洋表面的叶绿素浓度、海水透明度、沉积物含量等信息，可以用于海洋生态系统监测和海洋污染监测等方面。
3. 合成孔径雷达遥感合成孔径雷达（SAR）是一种主动遥感技术，通过发送微波信号到海洋表面，然后接收被海洋表面物体反射的信号，来获取海洋表面的信息。
SAR可以用来监测海洋表面风场、海洋表面粗糙度、海洋污染等信息，对海上风暴预警、海洋污染监测等具有重要的应用价值。
海洋测绘服务在海洋环境保护中的案例分析
海洋测绘服务在海洋环境保护中的案例分析海洋环境保护是当今世界所面临的重要问题之一。
海洋污染、过度捕捞、生物多样性丧失等问题已经对全球海洋生态系统造成了巨大的压力和威胁。
为了解决这些问题，增加对海洋环境的监测和保护已成为当务之急。
海洋测绘服务的应用以其高精度、高效率的特点，成为海洋环境保护的重要工具之一。
本文将通过几个案例来分析海洋测绘服务在海洋环境保护中的作用和影响。
1. 案例一：海洋生物多样性保护海洋生物多样性的保护是海洋环境保护的核心之一。
通过海洋测绘服务可以获取大量的海洋生物多样性数据，帮助科学家和环保机构了解海洋生物分布和生态系统健康状况。
例如，利用卫星遥感技术和潜水器等设备，可以对珊瑚礁、海草床等特定区域进行高精度的测绘，获得相关的生物多样性数据。
这些数据有助于保护者了解海洋生物的分布范围和数量变化，为保护珊瑚礁和海草床提供科学依据。
2. 案例二：海洋污染监测海洋污染是海洋环境保护中的重要问题之一。
海洋测绘服务可以帮助监测和评估海洋污染的程度和影响范围。
例如，通过卫星遥感技术可以监测海洋表面的油污染，对于漏油事故的快速响应和应急处置提供及时的数据支持。
另外，通过无人机和声纳等技术，可以对海洋底质进行测绘，帮助发现和评估海底污染物的分布和浓度，以及其对生态系统的影响。
3. 案例三：海洋自然保护区划定海洋自然保护区的划定是保护海洋生态系统的有效方式。
海洋测绘服务可以提供详细的地理信息数据，帮助科学家和政府机构确定合适的保护区位置和边界。
例如，利用测绘技术可以确定海洋特定区域的地形、海床地貌、海流和水质等信息，为保护区的划定提供科学依据。
此外，测绘数据还可以提供海洋生态系统的空间分布图，帮助评估保护区的成效和管理效果。
4. 案例四：海洋生态系统恢复与修复海洋测绘服务在海洋生态系统的恢复和修复中也发挥着重要作用。
例如，在珊瑚礁的修复中，利用测绘技术可以帮助科学家了解珊瑚分布的变化和珊瑚生长的状况，以及其对周边环境的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018/10/14
7.1 概述
2.卫星高度计的发展历史
卫星测高技术的提出始于1964年在美国Woods Hole举行的“空间海洋学”研讨会，确定的测距技术指 标为10cm。 首次原理性实验于1973年NASA发射的Skylab上 进行，其运行为后续的GEOS-3（1975）和Seasat-A （1978）高度计的设计积累了宝贵经验。
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
1.测量有效波高
（1）基本原理
当海面的有效波高不同时，接收机的接收功率及 回波的前沿斜率也不同。当有效波高较小时，接收机 的工作时段上有效接收时间较短，回波波形开始低平， 继而急骤上升，波形的前沿斜率较大。 近似地，回波信号的前沿上升斜率与海面有效波 高成反比，由此，可建立两者之间的关系，并以查找 表的形式固定，实现有效波高的星上计算。
2.观测海面地形
（1）海面某点处地形高度的计算 （见图）
h horbit halt hgeoid i
i
（2）大面积海面地形的表示
lmax l
球谐函数
( , ) (clm cos m dlm sin m ) plm (sin )
l 0 m 0
2018/10/14
为测量噪声；
hinvbar 为大气压引起的海 面误差；
2018/10/14
hssh hgeoid 0 t
7.2 卫星高度计的测高原理
2.卫星高度计的测高原理
※.卫星相对于海面高度的计算
halt t c 2
即卫星高度计 的测量结果
t：雷达脉冲往返于卫星和海面之间 的时间；c：电磁波传播速度
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
2.卫星高度计的测高原理
hssh horbit halt h hinvbar hT
h hiono hDry trop hWet trop hE Bias
horbit 通过卫星的精密定 轨方法得出
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
4.测量大地水准面与重力异常
（2）重力异常
由卫星测高数据反演海洋重力异常的方法主要有： 最小二乘法、Stokes公式逆运算法、Hotine积分法、 逆Venning-Meinesz交换法，以及垂线偏差联合法和 谱分析方法等。 目前国际上正在发展利用各种卫星测高数据联合 求解的方法，以期得到精度更高、时间和空间分辨率 更高的重力计在海洋动力地形测量中的应用
4.测量大地水准面与重力异常
大地测量的基本任务是确定大地水准面与重力异 常（大地水准面与参考椭球面上对应点的重力大小之 差）。
（1）大地水准面的测量
模型的空间分辨率达到100km，精度小于0.5m。 具代表性的四个全球大地水准面模型是：美国的 GEM系列、PGS系列、OSU系列和JGM系列。
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
3.观测大洋环流-利用海面动力高度
利用卫星高度计资料推算大洋环流最简单的方法 是将平均海平面与大地水准面相减，得出动力高度， 再利用地转平衡关系，算出大洋环流。 由于现有大 地水准面模型的误差与大洋环流引起的动力高度处于 同一量级，因而这种方法只能用于大尺度海洋动力现 象观测。 另一种方法被称为同步分离法，其主要思路是将 大地水准面与海面动力高度同时从高度计资料分离出 来，数学依据是改进的加权约束最小二乘法。
2018/10/14
4. 卫 星 高 度 计 的 研 究 与 应 用
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
卫星测高原理：以卫星为载体，以海面作为遥测靶， 由卫星上装载的雷达高度计向海面发射微波信号，该雷达 脉冲到达海面后，经过海面发射再返回到雷达测高仪。 其原理与应用都是基于三个基本观测量：
3.卫星高度计测高的误差与消除
b.电磁偏差
hE Bias
由于海面波浪分布并非高斯型，波谷反射脉冲 的能力强于波峰，因此高度计测得的海面高度偏离 平均海平面，趋向于波谷，这种偏差可通过利用带 有风速参量的经验关系式进行修正。 c.干/湿对流层误差
hW et drop , hDry drop
干湿空气都会引起雷达信号的延迟。可利用其 与海表大气压和纬度之间的关系来修正。
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
3.卫星高度计测高的误差与消除
d.电离层误差
hiono
电离层中自由电子对脉冲的阻碍作用，使得电 磁波传播速度发生变化，产生了电离层误差。通过 精确测量电磁波路径上的总电子数来消除电离层误 差。自由电子量随时间、太阳活动、海域位置、卫 星高度的不同而不同。
3.卫星高度计测高的误差与消除
由上页图，测高数据的误差主要分三类：轨道误差、 仪器误差和地球物理环境校正误差。 a.轨道误差 误差主要来源于卫星速度和高度的变化，卫星 高度处的重力场及卫星跟踪精度。 轨道误差的消除方法主要有：单星交叠平差、 双星或多星联合平差、共线平差。
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
1.与海平面高度有关的曲面
g.海平面起伏 瞬时海平面相对于大地水准面的偏离，称为海平面起 伏。其范围一般在±10m 以内。 海平面起伏和大地水准面起伏比它们各自的绝对高度 更具有重要意义。因为在这些起伏中，包含了地球内部结 构和海洋动力过程的各种信息。
厘米量级的测距精度要求是高度计的技术难度。对于 5cm的测高精度，相应的时间测量要准确到0.2ns 左右， 要求计时钟具有年误差不超过1s的精度。同时对发射和接 收技术也提出了较高要求。
2018/10/14
3.卫星高度计测高的误差与消除
单 位 厘 米
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
4.2 2.5 2002.3
13.5G
5.3/13.6G 3.2/13.6G
NASA/ CNES 2001.9
7.1 概述
3.卫星高度计的发展趋势
未来的高度计计划在近期的目标是提高空间和时 间分辨率，争取能够在几天内以几十公里的分辨率 覆盖同一地区。另外也会发射一些目标明确的、耗 费较小的小卫星。 • 测距精度的提高、数据处理方法的改进、观测 数据的逐步积累； • 卫星测高技术的创新。
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
2.观测海面地形
（3）海面地形异常的观测
海面地形异常被定义为海 表面与平均海表面的高度差， 有时也称为海平面高度距平。
hssa h h
h
为多年平均的海面地形高度
中国海平均海平面高度距平的 地理分布(1992.10-2004.1)
※ 距平值是相对于 1993.1-1999.12共7年的 海平面平均值的差值。
海洋遥感
The Oceanic Remote Sensing
2018/10/14
第七章 海洋表面动力地形的卫星测量
概述 卫星高度计的测高原理
高度计在海洋动力地形测量中的应用
2018/10/14
7.1 概述
1.卫星高度计的特点
卫星高度计是一种主动式微波测量仪，具有独特的 全天候、长时间历程、观测面积大、观测精度高、信息 量大的能力和特点。 由于高度计是非成像传感器，星上存储器可以满足 全球观测的要求，因而可以获得全球尺度及准实时的观 测数据，这对于海洋及海洋气象预报具有重要意义。
7.2 卫星高度计的测高原理
1.与海平面高度有关的曲面
c.瞬时海面 即某一时刻的实际海面。 d.平均海平面 卫星高度计测得的瞬时海 面经海洋潮高、固体潮高和有 效波高修正之后，得到所谓平 均海平面。
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
1.与海平面高度有关的曲面
e.海面动力高度 将平均海平面相对于大地水准面的偏离，称为海面动 力高度，即海洋学中的海面重力位势差，其范围一般在 ±1.5m 以内。 f.大地水准面起伏 大地水准面相对于参考椭球面的偏离，称为大地水准 面起伏，其范围一般在±100m 以内。
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
1.测量有效波高
（1）基本原理
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用
1.测量有效波高
（2）推导过程
a. Barrick在总结前人关于雷达海面回波模型的基础上， 基于10个前提条件下，推导出海面回波功率的关系式： b. 可简化为： c. 在此基础上，可得出：
Seasat-A首次实现了重复地面轨迹运行模式。
2018/10/14
7.1 概述
2.卫星高度计的发展历史
卫星
GEOS-3 Seasat-A
开始 业务 运行
研制单位
NASA NASA 美，海军
发射
1975.4.9
精度cm 频率Hz
25-50 13.9G 13.5G 13.5G
1978.6.28 20-30 1985.3.15 10-20
• 时间延迟：高度计发射脉冲到接收海面回波信号的时间 间隔； • 海面回波波形的前沿斜率； • 海面回波波形强度。
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
1.与海平面高度有关的曲面
2018/10/14
7.2 卫星高度计的测高原理
1.与海平面高度有关的曲面
a.参考椭球面 把描述地球的理想化的数学曲面定义为参考椭 球面，是对地球表面的一级近似。 b.大地水准面 地球上重力位势相等的各 点构成等势面，与平均海平面 最为接近的等势面称为大地水 准面。 2018/10/14
h为均方根波高
2018/10/14
7.3 高度计在海洋动力地形测量中的应用