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第四章 二类水体水色遥感监测 一、二类水体水色遥感机理 二、悬浮泥沙遥感监测 三、叶绿素遥感监测 一、二类水体水色遥感机理 （一）、二类水体水色遥感机理 海色要素遥感探测器是被动式可见光辐射计，即水色辐射计，它的输出电压 与其所接收到的辐射 有如下关系： 式中： 为辐射计光谱响应，它与波长有关，若辐射特性近似矩形，则 等于矩形顶高 ； 为辐射计接收到某波长 、某观测角 时的辐射率； 为仪器的观测立体角； 为瞬时视场面积。 仪器接收到的辐射为三部分组成，即 式中： 为经大气衰减的离水辐射，（ 为大气透射比）； 为海面的耀光辐射，（包括太阳耀光和天空耀光）； 为大气路程辐射，它主要是经大气散射辐射而进入仪器视野内的；太阳耀光应设法避免，可通过合理安排卫星轨道、太阳仰角和仪器观测角达到。 一、二类水体水色遥感机理 （二）、海洋水色遥感的主要特征参量 1、水体表观光学量与固有光学量 所谓表观光学量（Apparent Optical Properties, AOPs）是随着光照条件而变化的量，如向下辐照度、向上辐照度、离水辐射率、遥感反射率、辐照度比等，以及这些量的漫衰减系数。 固有光学量（Inherent Optical Properties,IOPs）是指只与水体成分有关而不随光照条件变化而变化的量。 固有光学量包括： （1）水分子的吸收系数散射系数、散射相函数； （2）叶绿素a的吸收系数、单位吸收系数、散射系数、单位散射系 数、后向散射系数、前向散射系数、散射相函数； （3）黄色物质的单位吸收系数； （4）其他成分，包括无机物、碎屑等的的吸收散射特性。 固有光学量中最重要的是单位吸收系数和体散射相函数。 （二）、海洋水色遥感的主要特征参量 2、二类水体的成分 一般水体可能含有以下七种成分: （1）活的藻类细胞，其浓度可能有很大变化。 （2）连带的碎屑，即由浮游生物的自然死亡降解和浮游动物的消化排泄 产生的碎屑。 （3）溶解有机质，由藻类和它们的碎屑释放出来的物质（黄色物质）。 （4）再次悬浮的泥沙，沿岸海底和浅海区因海流等作用而掀起的泥沙。 （5）陆源颗粒，河流冰川带入的矿物颗粒等。 （6）陆源溶解有机质（黄色物质）。 （7）人类活动产生并进入海洋的颗粒和溶解物 （二）、海洋水色遥感的主要特征参量 二、悬浮泥沙遥感监测 1、悬浮泥沙遥感反演模型 （1）、线性关系式 恽才兴等利用长江口幅MSS遥感图像的灰度值，直接与地面同步水文测验的表层水体含沙量建立相关关系，其数学表达式为： 式中： 为浑水区清水区灰度差值；x为所求的水体实际含沙量；a，b为实验获得的参数，下标λ表示所选用的波段MSS5和MSS6。 （2）、对数关系式 韩震、恽才兴等利用长江口和浙江象山港泥沙为样本，进行了悬浮泥沙水槽实验，根据实验结果，建立了悬浮泥沙含量和泥沙遥感参数的 相关关系分析，得到了统计相关模式，其公式为： 式中：a，b为实验获得的参数； 为泥沙遥感参数。 为各波段的遥感反射率；下标4、5、6分别对应490、550、670nm波段。 1、悬浮泥沙遥感反演模型 （3）、负指数关系式 李京利用杭州湾NOAA卫星的AVHRR数据和准同步采样数据，建立了悬浮泥沙遥感定量模式，其模式表达为： 式中： 为卫星数据辐射亮度值； 为水体含沙量。 1、悬浮泥沙遥感反演模型 （4）、Gordon关系式 H.R.Gordon等利用Monte Carlo方法解辐射传输方程，得到的公式为： 式中： 为光谱反射率； 为吸收系数； 为后向散射系数； 为常数。 1、悬浮泥沙遥感反演模型 低 高 多时相遥感数据 大气校正 投影变换和几何校正 建立图像辐射率与实测数据间的相关关系 泥沙浓度图像 计算含沙量和实测含沙量对比分析 图像亮度值转换成反射率 精度检验 2、技术流程 泥沙遥感定量反演流程 3、成果例图 　　　 长江口春季泥沙分布图（1998年4月） 　　　 长江口夏季泥沙分布图（1998年7月） 　　　 　　　 长江口秋季泥沙分布图（1998年10月） 　　　　　 长江口冬季泥沙分布图（1998年1月） 　　　 　　　 　　　　　 渤海春季泥沙分布图（1998年4月） 　 渤海夏季泥沙分布图（1998年7月） 　　　 　　　 　　　　　 　 渤海秋季泥沙分布图（1998年1