其它海洋参数的遥感反演 海洋遥感
海洋生态系统遥感监测技术及其应用前景
海洋生态系统遥感监测技术及其应用前景随着人类活动的不断推进，海洋环境污染和生态系统的破坏越来越严重，这不仅直接影响到人类的健康和生存，也严重威胁到海洋生态系统的稳定和多样性。
而如何快速、准确地监测海洋生态系统的变化，成为维护海洋环境和生态系统健康的关键。
本文将介绍海洋生态系统遥感监测技术及其应用前景。
一、海洋生态系统遥感监测技术的发展海洋生态系统遥感监测技术是利用遥感卫星、飞机和船舶等无人机设备进行实时海洋环境监测，得到海洋环境信息、图像和数据，进而提取相关生态参数，实现对海洋生态系统的监测、评估及预警。
随着遥感技术的不断发展和卫星系统的不断完善，海洋生态系统遥感监测技术也得到了迅速的发展。
传统的海洋微生物监测方法是通过在实验室中培育测定，在时间和空间上均存在着很大限制。
而遥感技术可以发挥其独有的优势，将海洋生态系统的复杂性和多样性反映在海洋环境信息和图像上，使监测更加全面、快速、准确。
二、海洋生态系统遥感监测技术的应用前景1、海洋环境污染监测海洋环境污染对海洋生态系统的破坏和影响极大。
而利用遥感监测技术可以准确、及时地监测海洋环境污染。
利用遥感卫星获取的海洋影像和数据，可以对海洋环境污染区域进行高精度的反演和识别，进而实现环境污染源的追踪和监测。
2、海洋生态系统恢复与保护海洋生态系统的恢复和保护也是海洋生态系统遥感监测技术的应用之一。
海洋生态系统的恢复需要对其变化情况进行全方位的监测，包括水温、盐度、涡度、氧化还原电位、营养盐浓度等生态参数。
利用遥感技术可以实现对这些生态参数的监测，通过得到的数据和信息，对海洋生态系统的恢复和保护进行科学规划和管理。
3、海洋渔业资源的开发和管理海洋渔业资源被认为是海洋生态系统中最重要的组成部分之一，也是人类口粮中不可缺少的来源之一。
随着渔业资源的不断开发和利用，海洋渔业资源的减少和枯竭已经成为一个公认的事实。
利用遥感技术可以对海洋渔业资源进行实时监测、评估和预警，及时发现、管理和保护渔业资源，使其得以合理开发和利用。
基于遥感数据反演技术的东海海洋环境谱编制
２ ． Ｕ ｎ ｉ ｔ ９ ２ ４ ９ ２ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ， Ｌ ｅ ｄ ｏ ｎ ｇ ５ ７ ２ ５ ２ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｔ ａ ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ
（ １ ． 海军航空工程学院 青岛校区 ， 山东 青岛 ２ ６ ６ ０ ４ １ ；
２ ． 中国人民解放军９ ２ ４ ９ ２ 部队 ， 海南 乐东 ５ ７ ２ ５ ２ ８ ）
摘要 ： 通过卫 星遥 感数 据 的环境要 素 的 时空分布 。研 制 了多通 道
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ； ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｈ ｕ ｍｉ ｄ ｉ ｔ ｙ；ｓ ａ ｌ ｔ ｆ ｏ ｇ；ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ
腐 蚀 是 以海 洋 为 基 地 的 设 备 亟 待 解 决 的关 键 扩大 ， 各种设 备 的活动半径 也随之扩展 ， 这就使得 技 术 问 题 之 一 。与 陆 基 设 备 相 比 ， 舰船 、 钻 井 平 台 以传 统 船 测 和 站 点 测 量 为 基 础 编 制 出 的 海 洋 环 境
中图分 类号 ： Ｔ Ｇ１ ７ １ ； Ｘ８ ２ ３
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２—９ ２ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ ０ ２ ９ — ０ ４
基于MODIS模拟的辽东湾叶绿素A的遥感反演模型
基 于 MODS模 拟的辽东湾 叶绿素 a的遥 感反演模型 I
丛丕福 , 曲丽梅 ,王 臣立 ,刘长安 ,杨新梅
1 .国家海 洋环 境监 测 中心 ,辽 宁 大 连 162 ;2 103 .中国 文化 遗产 研究 院 ,北 京 102 0 09
摘要 :叶绿素a 浓度对于水质和富营养化评 价 , 赤潮探测及海洋生产力研究有重要意义 .利用卫星遥感反演获取叶绿素a 浓度
监测 的需 要 ,目前成 为海 洋遥感 研 究者关 注 的一个 热点 .
散 射峰 .辽河 有诸 多河 流人 海 ,携 带大 量 的悬浮 泥
沙和陆源悬浮物 , 我们与其他海域水体 比较后认为 该类 曲线具有 明显 二类 水 体特征 .
基 金项 目 : 卫星 海洋环 境 动力学 国 家重点 实验 室开 放研 究基 金(o D 7 7; s E O 0) 国家 海洋局 近岸 海域 生态 环境 重点 实验 室 资助项 目0 200 ) 9 8 . 86; 0 0 国家重 大专项 滨海 湿地 成果 集成 " 中国滨海 湿地 "( 0 Z 98一 C—I 0 ;9 8 I～ 3) 0 专项 评 价项 目" 岛生 态 系统评 价"980 .4O 海 (0 —20 一8 作 者简介 :丛 丕福 ( 92年生 ),男 ,副研 究员 ,l ,主要从 事 资源环 境遥 感研 究 .Ema :t nc @sh . m 17 g~ - i r so o u o l a t
2 水 体 光 谱 特 征 分 析
图 l 对 实测 水 体 光谱 曲线 进行 处 理分 析 后得 是 到 的不 同站位 光谱 曲线 图 .可 以看 到 ,除 了个 别站 位外 ,绝 大部分 站位 曲线 形状 非常 相似 .他们 光谱 谱蜂 比较 窄 ,峰值位 于 50 m左 右 ,随波长 增 大 , 7 n 遥感反射率迅速减小. 6 n 右出现次峰值 , 8 60 n 65
金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟
金塘水道悬沙场遥感反演及数值模拟蒯宇;陶建峰;康彦彦【摘要】Based on the data from the GOCI(Geostationary Ocean Color Imager), three different remote sensing models were compared and the neural network model with a relative higher accuracy was chosen to interpret the SSC (Suspended Sediment Concentration) field during the spring tide in June 2015. A 2D tidal current and suspended sediment model was adopted to carry out numerical simulation of suspended sediment movement during the same period. Comparison results between the remote sensing interpretation and the numerical model show that the SSC is higher in the north part of the Jintang Channel than it in the south part, and it has a periodic characteristic that the SSC increases during the flood period and decreases during the ebb tide. The remote sensing results and deduced numerical model results are relatively similar in both water surface SSC distribution and magnitude, which provides a method for areas with large horizontal scales lacking SSC data.%基于GOCI遥感数据,通过三种遥感模型的比较,选择了精度较高的神经网络模型,对2015年6月大潮时期的悬沙场进行解译,并建立了二维潮流泥沙数学模型对同时段的悬沙场进行了模拟.比较遥感解译与数模的结果得到:金塘水道悬沙场呈现北高南低的分布特征,时间上具有明显的周期性,涨潮时悬沙量逐渐减小,落潮时逐渐增大;遥感解译与数模模拟推算得到的水体表面的悬沙场在分布趋势和量值上较为一致,为大范围水域缺少泥沙分布资料的情况提供了一种可借鉴的研究方法.【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】7页(P228-234)【关键词】金塘水道;遥感解译;数值模拟;悬沙输移【作者】蒯宇;陶建峰;康彦彦【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院, 南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P748;O242.1金塘水道是一条由潮流长期冲蚀作用形成的峡道型潮汐通道[1]，是连接杭州湾南岸海域与外海的潮汐通道之一（图1）。
复Morlet小波方法遥感反演海浪波长和水深的仿真分析
复Morlet小波方法遥感反演海浪波长和水深的仿真分析作者：程姗玲朱首贤张瑰张文静来源：《华东师范大学学报（自然科学版）》2021年第04期摘要：利用海浪造成的遙感影像波纹状特征，可以基于小波方法反演海浪波长，进而利用海浪波长随水深变浅而变短的特点反演浅海水深. 选择复Morlet小波方法，采用理想波面数据和FUNWAVE模式数值模拟的波面数据代替遥感资料进行仿真研究，讨论资料分辨率和子图分割对波长及水深反演的影响. 理想波面数据反演波长的结果表明，在波长空间无变化的情况下，子图长度大于波长、子图内均匀分布的资料点数在9个以上时，资料分辨率对海浪波长反演结果基本无影响，可以用波长能量谱解释其原因；在波长空间变化的情况下，子图长度大于2倍波长、每个波长内资料点数在4个以上，可以得到较好的波长反演效果. 数值模拟波面数据反演波长对子图长度和资料点数也有类似的要求，水深反演误差在子图尺度太大时略有增大，随资料分辨率降低也略有增大.关键词：复Morlet小波；海浪波长反演；水深反演；仿真分析中图分类号： P714 文献标志码： A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2021.04.015Simulation analysis for remote sensing inversion of ocean wavelength and water depth by the Complex Morlet Wavelet methodCHENG Shanling1， ZHU Shouxian1， ZHANG Gui2， ZHANG Wenjing3（1. College of Oceanography， Hohai University， Nanjing 210098， China； 2. Department of Basic Engineering， Army University of Engineering， Nanjing 211101， China； 3. College of Meteorology and Oceanography， National University of Defense Technology， Nanjing 211101，China）Abstract： Using the wave-shaped features of remote sensing images， the wavelength of ocean waves can be determined based on the wavelet method. Shallow water depths can then be estimated from the wavelength because the wavelength becomes shorter as the water depth decreases. In this paper， remote sensing data were replaced by ideal elevation data， and numerical simulation data were used to study the performance of the Complex Morlet Wavelet method in estimating wavelength and water depth. In particular， the effects of data resolution and sub-image size on water depth estimation were explored. The results from the ideal elevation data shows that： when the wavelength has no spatial change and the size of the sub-image is greater than the wavelength， the data resolution has no substantial effect on the wavelength estimation if there are more than nine evenlydistributed data grids in one image. This phenomenon can be explained by the wavelength-energy spectrum. When the wavelength changes spatially， accurate estimation of the wavelength requires that the sub-image size is larger than twice the wavelength and there are four data grids in one wavelength. The estimation of wavelength by numerical simulated data requires a similar size for sub-images and the data number. The error of water depth estimation increases slightly if the sub-image size is too large， and also increases slightly as the resolution of the data decreases.Keywords： Complex Morlet Wavelet method； wavelength inversion； water depth inversion； simulation analysis0 引言浅海水深数据是环境治理、资源开发利用、船舶航行、登岛作战等需要的重要基础地理信息. 如何准确、高效地获取浅海水深数据是海洋测绘研究的重要内容[1]. 传统的水深测量方法主要采用船载声呐方式，具有精度高的特点，但是需要耗费大量的人力物力，尤其是对于一些备受争议或地处偏远而无法进入的海域，勘测工作无法进行，水深资料也难以获得.近年来，遥感探测水深方法得到快速的发展，航空双介质摄影测深[2]、机载激光测深[3]、可见光遥感测深[4-5]、海表面短波的SAR图像反演海底地形[6-7]等方法在近岸浅水地区得到很多应用. 这些卫星遥感技术不受地域限制，可以获取大面积水下地形等信息，具有快速、高效、复测频率高的特点[8]. 但是，卫星遥感浅海水深探测技术也有一定的局限性. 例如，在水体浑浊的海域，航空双介质摄影测深、机载激光测深和可见光遥感测深的结果都会受到影响. 海表面短波的SAR图像反演海底地形也会受到气象条件和潮流潮速的影响[7].近年来，一些学者利用遥感资料反演海浪波长进而反演水深，为探测水深提供了另一种途径[9]. 当波浪从深水传至近岸浅水的过程中，由于水深变浅，波速和波长都会变小，波长对水深的变化非常敏感. 因此，可以通过遥感海浪波长的空间分布来反演水深，实现浅海水深测量. Bell等[10]使用X波段的雷达影像获取波速和波向的空间分布，基于线性波动频散关系式反演水深. 受海浪影响，有些光学遥感影像呈现明显的波纹状特征， Leu等[11]采用快速傅里叶变换（FFT）方法对SPOT-3光学遥感影像提取海浪波长，由波动频散关系式反演台中港水深. Li等[12]基于Quickbird影像，采用波动剖面测量（SPM）方法反演三亚湾海浪波长和水深，反演水深的相对误差为16.2%. 沈斯敏等[13]采用理想波面数据和数值模拟波面数据代替遥感资料进行仿真研究，讨论了资料分辨率和子图长度对FFT方法反演海浪波长及水深的影响，该研究对于遥感影像的FFT方法反演波长和水深有较好的指导作用.小波方法是波动要素分析的另一种常见方法. Poupardin等[14]选取SPOT-5全色和多光谱影像，基于小波方法反演波长和水深，也取得了比较好的效果. 但是，目前对于该方法还缺乏更深入的研究.对实际遥感影像的小波方法反演波长和水深进行评估分析，是发展该方法的重要途径. 但是，由于缺乏遥感影像的准确波长值，给波长反演结果的评估带来困难. 采用仿真方法，可以自由地设置准确的波长值检验波长反演值，还可以很方便地设置多种形式的地形检验水深反演值，是一种比较好的研究途径. 本文选取复Morlet小波方法，采用理想波面数据和数值模拟数据代替遥感资料，通过仿真分析讨论小波方法反演波长和水深的一些特性.1 基于小波方法反演海浪波长及水深的原理在海洋遥感应用中，高分辨率遥感资料价格昂贵，低分辨率遥感资料价格低，甚至可以免费获得.对于大多数遥感分析而言，高分辨率遥感资料可以帮助提高分析结果的准确性. 但是，从上面的分析可以看出，采用小波方法，资料分辨率对子图中心点反演波长的影响不明显. 本文进一步分析其原因.图1（a）给出了在子图长度128 m的情况下小波方法计算的波长-能量谱，资料分辨率0.25 ～ 16 m的波长-能量谱曲线特征相似，能量峰值都在波长80 m附近，两侧波长对应的能量都在衰减，因而根据能量峰值得到的主波波长也基本相同；资料分辨率32 m的波长-能量谱有很大变化，其能量峰值在波长为99.7 m的位置. 图1（b）给出了在子图长度1 024 m的情况下小波方法计算的波长能量谱，资料分辨率0.25 ～ 32 m反演的能量谱峰值都在波长80 m附近. 可以看出，在波长空间无变化的情况下，只要子图内资料点数在9个以上，波长-能量谱的峰值位置差异不大，因而资料分辨率对波长反演结果没有决定性的影响.小波方法除了可以給出子图中心点的主波波长，还可以给出子图上各点的主波波长. 但是，小波给出的波长-能量谱会出现边缘效应，在子图两侧边界附近的主波波长误差大. 针对资料分辨率1 m的情况，图2给出了子图中各点反演的主波波长. 将子图分为中部区域（1/2子图长度）、左侧区域（1/4子图长度）、右侧区域（1/4子图长度），分析各个区域反演波长的特点. 子图长度为128 m时，子图中部区域反演波长基本上都略小于80 m，平均误差为2.22 m，最大误差为3.90 m；左侧区域反演波长值在80 m上下变动，平均误差为1.82 m，最大误差为3.90 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差为1.67 m，最大误差为3.40 m. 子图长度为256 m、512 m、1 024 m时，波长反演结果的空间分布特征相似，中部区域反演波长都大于80 m，平均误差分别为1.51 m、2.13 m、2.21 m，最大误差分别为2.90 m、2.50 m、2.50 m；左侧区域反演波长在80 m上下变动，平均误差分别为1.05 m、1.08 m、1.59 m，最大误差分别为3.40 m、3.40 m、3.40 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差分别为3.71 m、1.56 m、2.67 m，最大误差分别为6.00 m、4.90 m、7.00 m. 总的来看，子图左侧和右侧区域波长反演结果比中部区域质量差，中部的1/2子图区域可以保证比较高质量的波长反演结果.0 引言浅海水深数据是环境治理、资源开发利用、船舶航行、登岛作战等需要的重要基础地理信息. 如何准确、高效地获取浅海水深数据是海洋测绘研究的重要内容[1]. 传统的水深测量方法主要采用船载声呐方式，具有精度高的特点，但是需要耗费大量的人力物力，尤其是对于一些备受争议或地处偏远而无法进入的海域，勘测工作无法进行，水深资料也难以获得.近年来，遥感探测水深方法得到快速的发展，航空双介质摄影测深[2]、机载激光测深[3]、可见光遥感测深[4-5]、海表面短波的SAR图像反演海底地形[6-7]等方法在近岸浅水地区得到很多应用. 这些卫星遥感技术不受地域限制，可以获取大面积水下地形等信息，具有快速、高效、复测频率高的特点[8]. 但是，卫星遥感浅海水深探测技术也有一定的局限性. 例如，在水体浑浊的海域，航空双介质摄影测深、机载激光测深和可见光遥感测深的结果都会受到影响. 海表面短波的SAR图像反演海底地形也会受到气象条件和潮流潮速的影响[7].近年来，一些学者利用遥感资料反演海浪波长进而反演水深，为探测水深提供了另一种途径[9]. 当波浪从深水传至近岸浅水的过程中，由于水深变浅，波速和波长都会变小，波长对水深的变化非常敏感. 因此，可以通过遥感海浪波长的空间分布来反演水深，实现浅海水深测量. Bell等[10]使用X波段的雷达影像获取波速和波向的空间分布，基于线性波动频散关系式反演水深. 受海浪影响，有些光学遥感影像呈现明显的波纹状特征， Leu等[11]采用快速傅里叶变换（FFT）方法对SPOT-3光学遥感影像提取海浪波长，由波动频散关系式反演台中港水深. Li等[12]基于Quickbird影像，采用波动剖面测量（SPM）方法反演三亚湾海浪波长和水深，反演水深的相对误差为16.2%. 沈斯敏等[13]采用理想波面数据和数值模拟波面数据代替遥感资料进行仿真研究，讨论了资料分辨率和子图长度对FFT方法反演海浪波长及水深的影響，该研究对于遥感影像的FFT方法反演波长和水深有较好的指导作用.小波方法是波动要素分析的另一种常见方法. Poupardin等[14]选取SPOT-5全色和多光谱影像，基于小波方法反演波长和水深，也取得了比较好的效果. 但是，目前对于该方法还缺乏更深入的研究.对实际遥感影像的小波方法反演波长和水深进行评估分析，是发展该方法的重要途径. 但是，由于缺乏遥感影像的准确波长值，给波长反演结果的评估带来困难. 采用仿真方法，可以自由地设置准确的波长值检验波长反演值，还可以很方便地设置多种形式的地形检验水深反演值，是一种比较好的研究途径. 本文选取复Morlet小波方法，采用理想波面数据和数值模拟数据代替遥感资料，通过仿真分析讨论小波方法反演波长和水深的一些特性.1 基于小波方法反演海浪波长及水深的原理在海洋遥感应用中，高分辨率遥感资料价格昂贵，低分辨率遥感资料价格低，甚至可以免费获得.对于大多数遥感分析而言，高分辨率遥感资料可以帮助提高分析结果的准确性. 但是，从上面的分析可以看出，采用小波方法，资料分辨率对子图中心点反演波长的影响不明显. 本文进一步分析其原因.图1（a）给出了在子图长度128 m的情况下小波方法计算的波长-能量谱，资料分辨率0.25 ～ 16 m的波长-能量谱曲线特征相似，能量峰值都在波长80 m附近，两侧波长对应的能量都在衰减，因而根据能量峰值得到的主波波长也基本相同；资料分辨率32 m的波长-能量谱有很大变化，其能量峰值在波长为99.7 m的位置. 图1（b）给出了在子图长度1 024 m的情况下小波方法计算的波长能量谱，资料分辨率0.25 ～ 32 m反演的能量谱峰值都在波长80 m附近. 可以看出，在波长空间无变化的情况下，只要子图内资料点数在9个以上，波长-能量谱的峰值位置差异不大，因而资料分辨率对波长反演结果没有决定性的影响.小波方法除了可以给出子图中心点的主波波长，还可以给出子图上各点的主波波长. 但是，小波给出的波长-能量谱会出现边缘效应，在子图两侧边界附近的主波波长误差大. 针对资料分辨率1 m的情况，图2给出了子图中各点反演的主波波长. 将子图分为中部区域（1/2子图长度）、左侧区域（1/4子图长度）、右侧区域（1/4子图长度），分析各个区域反演波长的特点. 子图长度为128 m时，子图中部区域反演波长基本上都略小于80 m，平均误差为2.22 m，最大误差为3.90 m；左侧区域反演波长值在80 m上下变动，平均误差为1.82 m，最大误差为3.90 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差为1.67 m，最大误差为3.40 m. 子图长度为256 m、512 m、1 024 m时，波长反演结果的空间分布特征相似，中部区域反演波长都大于80 m，平均误差分别为1.51 m、2.13 m、2.21 m，最大误差分别为2.90 m、2.50 m、2.50 m；左侧区域反演波长在80 m上下变动，平均误差分别为1.05 m、1.08 m、1.59 m，最大误差分别为3.40 m、3.40 m、3.40 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差分别为3.71 m、1.56 m、2.67 m，最大误差分别为6.00 m、4.90 m、7.00 m. 总的来看，子图左侧和右侧区域波长反演结果比中部区域质量差，中部的1/2子图区域可以保证比较高质量的波长反演结果.0 引言浅海水深数据是环境治理、资源开发利用、船舶航行、登岛作战等需要的重要基础地理信息. 如何准确、高效地获取浅海水深数据是海洋测绘研究的重要内容[1]. 传统的水深测量方法主要采用船载声呐方式，具有精度高的特点，但是需要耗费大量的人力物力，尤其是对于一些备受争议或地处偏远而无法进入的海域，勘测工作无法进行，水深资料也难以获得.近年来，遥感探测水深方法得到快速的发展，航空双介质摄影测深[2]、机载激光测深[3]、可见光遥感测深[4-5]、海表面短波的SAR图像反演海底地形[6-7]等方法在近岸浅水地区得到很多应用. 这些卫星遥感技术不受地域限制，可以获取大面积水下地形等信息，具有快速、高效、复测频率高的特点[8]. 但是，卫星遥感浅海水深探测技术也有一定的局限性. 例如，在水体浑浊的海域，航空双介质摄影测深、机载激光测深和可见光遥感测深的结果都会受到影响. 海表面短波的SAR图像反演海底地形也会受到气象条件和潮流潮速的影响[7].近年来，一些学者利用遥感资料反演海浪波长进而反演水深，为探测水深提供了另一种途径[9]. 当波浪从深水传至近岸浅水的过程中，由于水深变浅，波速和波长都会变小，波长对水深的变化非常敏感. 因此，可以通过遥感海浪波长的空间分布来反演水深，实现浅海水深测量. Bell等[10]使用X波段的雷达影像获取波速和波向的空间分布，基于线性波动频散关系式反演水深. 受海浪影响，有些光学遥感影像呈现明显的波纹状特征， Leu等[11]采用快速傅里叶变换（FFT）方法对SPOT-3光学遥感影像提取海浪波長，由波动频散关系式反演台中港水深. Li等[12]基于Quickbird影像，采用波动剖面测量（SPM）方法反演三亚湾海浪波长和水深，反演水深的相对误差为16.2%. 沈斯敏等[13]采用理想波面数据和数值模拟波面数据代替遥感资料进行仿真研究，讨论了资料分辨率和子图长度对FFT方法反演海浪波长及水深的影响，该研究对于遥感影像的FFT方法反演波长和水深有较好的指导作用.小波方法是波动要素分析的另一种常见方法. Poupardin等[14]选取SPOT-5全色和多光谱影像，基于小波方法反演波长和水深，也取得了比较好的效果. 但是，目前对于该方法还缺乏更深入的研究.对实际遥感影像的小波方法反演波长和水深进行评估分析，是发展该方法的重要途径. 但是，由于缺乏遥感影像的准确波长值，给波长反演结果的评估带来困难. 采用仿真方法，可以自由地设置准确的波长值检验波长反演值，还可以很方便地设置多种形式的地形检验水深反演值，是一种比较好的研究途径. 本文选取复Morlet小波方法，采用理想波面数据和数值模拟数据代替遥感资料，通过仿真分析讨论小波方法反演波长和水深的一些特性.1 基于小波方法反演海浪波长及水深的原理在海洋遥感应用中，高分辨率遥感资料价格昂贵，低分辨率遥感资料价格低，甚至可以免费获得.对于大多数遥感分析而言，高分辨率遥感资料可以帮助提高分析结果的准确性. 但是，从上面的分析可以看出，采用小波方法，资料分辨率对子图中心点反演波长的影响不明显. 本文进一步分析其原因.图1（a）给出了在子图长度128 m的情况下小波方法计算的波长-能量谱，资料分辨率0.25 ～ 16 m的波长-能量谱曲线特征相似，能量峰值都在波长80 m附近，两侧波长对应的能量都在衰减，因而根据能量峰值得到的主波波长也基本相同；资料分辨率32 m的波长-能量谱有很大变化，其能量峰值在波长为99.7 m的位置. 图1（b）给出了在子图长度1 024 m的情况下小波方法计算的波长能量谱，资料分辨率0.25 ～ 32 m反演的能量谱峰值都在波长80 m附近. 可以看出，在波长空间无变化的情况下，只要子图内资料点数在9个以上，波长-能量谱的峰值位置差异不大，因而资料分辨率对波长反演结果没有决定性的影响.小波方法除了可以给出子图中心点的主波波长，还可以给出子图上各点的主波波长. 但是，小波给出的波长-能量谱会出现边缘效应，在子图两侧边界附近的主波波长误差大. 针对资料分辨率1 m的情况，图2给出了子图中各点反演的主波波长. 将子图分为中部区域（1/2子图长度）、左侧区域（1/4子图长度）、右侧区域（1/4子图长度），分析各个区域反演波长的特点. 子图长度为128 m时，子图中部区域反演波长基本上都略小于80 m，平均误差为2.22 m，最大误差为3.90 m；左侧区域反演波长值在80 m上下变动，平均误差为1.82 m，最大误差为3.90 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差为1.67 m，最大误差为3.40 m. 子图长度为256 m、512 m、1 024 m时，波长反演结果的空间分布特征相似，中部区域反演波长都大于80 m，平均误差分别为1.51 m、2.13 m、2.21 m，最大误差分别为2.90 m、2.50 m、2.50 m；左侧区域反演波长在80 m上下变动，平均误差分别为1.05 m、1.08 m、1.59 m，最大误差分别为3.40 m、3.40 m、3.40 m；右侧区域反演波长值基本都大于80 m，平均误差分别为3.71 m、1.56 m、2.67 m，最大误差分别为6.00 m、4.90 m、7.00 m. 总的来看，子图左侧和右侧区域波长反演结果比中部区域质量差，中部的1/2子图区域可以保证比较高质量的波长反演结果.。
台湾海峡海表面温度的遥感反演及精度检验
基 金 项 目 ：国 家“ 六 三” 划 重 大 专 项 “ 八 计 台湾 海 峡 及 毗 邻 海 域 海 洋 动 力 环 境 实 时 立 体 监 测 系 统 ” 助 项 目（０ １ 资 ２ ０ ＡＡ６ ４ ； 建 省 科 学 技 术 厅 重 ０ ）福
点 项 目“ ＭＯＤ Ｓ卫 星数 据 在 福 建 生 态 环 境 与 灾 害 监 测 中的 应 用 研 究 ” 助 项 目（ ０ ６ ０ ８ 。 Ｉ 资 ２ ０ Ｙ００ ） 作 者 简 介 ：张 春 桂 （ ９６ ）男 ， 建 省 惠安 县 人 ， 级 工 程 师 ， 事 卫 星 遥 感 应 用 研 究 。Ｅ ｍａｌ ￣ ｇ ｒ ＠ １ ３ｅ ｍ １ ６一 ， 福 高 从 — ｉ ｙ ｗｏｋ ６ ． ｏ ：
张 春 桂 ，张 星 ，曾银 东。 ，潘 卫 华 ，林 晶
（ ＿福 建 省 气 象 科 学 研 究 所 ， 建 福 州 ３０ ０ ； ． 建 省 气 象局 ， 建 福 州 ３０ ０ ；．福 建 省 海 洋 环 境 与 渔 业 资 １ 福 ５０１２ 福 福 ５０１３ 源 监 测 中心 ， 建 福 州 ３０ ０ ） 福 ５ ０ ３
游路线 和 渔 场 的位 置 信 息［ 。Ｓ Ｔ 制 约 着 海 面 和 ２ ］ Ｓ
大气 的热 量 、 量 和水 汽交换 ， 研究 大气环 流 和气 动 是
候变 化［ 甚 至 台风 移动路 径 ［ 等气 象学课 题 的 一个 ３ ］ ４
重要 因子 。因此 ，Ｓ 在海 洋 学 和 气 象 学研 究 中 占 ＳＴ 有非 常 重 要 的 地 位 ， 外 Ｓ Ｔ 对 海 洋运 输 、 洋 污 此 Ｓ 海 染、 海上 油气 资源 开发 、 海滨 核 电站建 设 等方 面 的影 响 近年来 也倍 受关 注 。
海洋遥感之-海面风场概述
2020/5/6
6.1 概述
2.海面风场遥感测量的波段与传感器
• 可见光、红外遥感方法 • 微波散射计 • 微波辐射计 • 高度计 • SAR
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6.1 概述
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6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（3）实际应用的风矢量反演模式
0 U , , a0 U , a1U , cos a2 U , cos2
由以上可见，模式函数是风速、风向、入射角、天 线极化方式等参数的非线性函数，加上后向散射系数 测量噪声的影响使得无法利用模式函数直接获得风矢 量信息。
3.海面风场微波遥感测量的原理
• 风速测量- 微波传感器不能直接测量海面风矢量，
微波测量海面风速是基于海面的后向散射或亮温与海 面的粗糙度有关，而海面粗糙度与海面风速之间具有 一定的经验关系而进行的。
• 风向测量- 对同一海域不同入射角的资料进行分析，
可获得风向分布信息。
用于描述雷达后向散射系数与海面风矢量(风速和风向) 之间的经验关系称为风场反演的地球物理模式函数。
可通过其它方式如模式风场、现场观测数据、浮标数 据等来配合风向的确定。
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图像
风矢量
图像谱
2000/11/15 UTC 09:44 RADARSAT SAR反演的海面风场
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（4）SAR反演海面风速误差分析
利用合成孔径雷达SAR图像反演高分辨率的海面风 矢量的误差主要与经验模式函数、风向、入射角和后 向散射系数有关。 • 入射角可准确计算，其影响较小； • 误差随风速的增大而增大； • 图像上的噪声造成后向散射系数的误差，从而影
高光谱遥感海洋应用
Auto Menu
当选择第一个DC before spectrum stored的时 候，表示当按空格键保存数据之前会对两个光 谱仪采集暗电流
当选择Optimize before spectrum stored 的时 候，则在光谱仪保存数据之前两个光谱仪会根 据当时的光照情况自动调节积分时间
两种创建内部定标文件的方法：手动的 和自动的
需要注意的
对目标光谱仪做的波长偏差校正优先于内部定 标文件的采集
当在测量反射率的模式下，参比光谱仪是不工 作的
当在AUTO菜单下选择Creat inter-calibration WR command后，表示在每次测量白板后会自 动得到一个内部定标文件，若要改变或者关掉 内部定标文件，则需要在Target Configuation 对话框中修改。
可选用的附件 – 光纤
标准光纤
长度1.5m 19条200微米芯径UV增强光纤构成 铠装保护：金属螺纹管+PVC外皮 水上应用
延长光纤
长度：可选 构成 连接方式：直接连接或者跳线方式 铠装：水上或者水下应用铠装 不推荐对光纤跳线作光度标定
可选用的附件 – 镜头
FieldSpec Dual VNIR的操作
Viewing and Controling the Target Spectrometer Viewing and Controling the Reference Spectrometer View up to 4 spectra Saturation Alarm Auto Menu How to adjust the Target Spectrometer Wavelength
基于环境一号卫星的大洋河河口海域营养盐遥感反演
Ｄ ｎ － ｉ Ｙ ＮＧ Ｊ ｎｈ ｎ Ｄ ｐｒ ｎ ｆ ｃａ ｅ ｔ ｅｓ ｇ ｔ ｎ ｌ ｒ ｅ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｍ ｏｉ ｒ ｇＣ ｎｅ， ｏ ｇｚ ’ Ａ ａ－ｏｇ（ ｅ ａｔ ｔ ｅｎＲ ｍｏｅＳｎ ｉ ， ｉ ａ Ｍａｉ ｖ ｏｍｅ ｔ ｎｔ ｉ ｅｔｒ ｈ， ｉ ｍｅ ｏ Ｏ ｎ Ｎａ ｏ ｎ Ｅ ｒ ｌ ｏｎ Ｄ ｌ ｎ１６ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎ ｎ ｌ ｃｅｃ， ０ ２３ （） １６ １ １ ａｉ １０ ３ Ｃ ｉａ ． ｈｎ Ｅ ｖｒ ｍｅｔ Ｓｉｎｅ ２ １ ， １： ３－ ４ ａ ｏ ａ ２
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卫星海洋遥感学习教案
第二十三页，共74页。
SeaWiFS (Sea—
ViewingWideField—Of—
ViewSensor) 是装载在美国 表11-3 SeaWiFS的技术参数
SEASTAR卫星上的第二代海色 波段
波长范围 饱和辐亮 信噪
um
度
比
波段设计
遥感传感器，SeaWiFS共有8个 1
7
745—785
3.00
455 大气校正，气溶胶
8
845—885
2.13
467 大气校正，气溶胶
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WiFS在CZCS基础上进行了改进和提高： ① 增加了光谱通道，即412nm、490nm、865nm。412nm针对
于Ⅱ类水域DOM的提取，490nm与漫衰减系数相对应，865nm用于 精确的大气校正。
空间科学和地球科学之间的交叉学科和新技术学科，
是空间数据处理与计算机技术相结合的产物。
6.
海洋地理信息指与研究对象空间地理分布有关
的信息，它表示物体与环境固有的数量、质量
(zhìliàng)、分布特性的联系和规律。地理信息系统是
采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面
与空间地理分布有关的数据的系统。利用海洋GIS系
② 提高了辐射灵敏度，Sea-WiFS灵敏度约为CZCS的两倍。 在CZCS反演算法中被忽略因子的影响，如多次散射、粗糙海面、 臭氧层浓度变化、海表面(biǎomiàn)大气压变化、海面白帽等， 都在Sea-WiFS反演算法中作了考虑。
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第二十五页，共74页。
2、与海色卫星遥感有关的海洋光学特性 海洋光学理论是海色卫星遥感的基础。首先，海色传感器可见光