第六章_水环境遥感.ppt

海洋二号卫星介绍 海洋二号卫星（HY-2）是我国第一颗海洋动力环境卫星，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。 海洋二号卫星工程研制于2007年1月。该卫星由航天科技集团公司中国空间技术研究院研制，于2011年8月16日6时57分在太原卫星发射中心发射。 海洋二号卫星转场? 海洋二号卫星噪声试验 海洋二号发射现场 HY-2卫星任务目标 监测海洋动力环境，获得包括海面风场、海面高度场、有效波高、海洋重力场、大洋环流和海表温度场等重要海况参数；实现国产行波管放大器在轨寿命飞行验证；完成星地激光通信链路新技术试验验证。 HY-2卫星技术指标 HY-2卫星装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计以及DORIS、双频GPS和激光测距仪。? 卫星轨道为太阳同步轨道，倾角99.34度，降交点地方时为6:00 am，卫星在寿命前期采用重复周期为14天的回归冻结轨道，高度971km，周期104.46分钟，每天运行13+11/14圈；在寿命后期采用重复周期为168天的回归轨道，卫星高度973km，周期104.50分钟，每天运行13+131/168圈。 卫星设计寿命为3年。 卫星尺寸8.56m×4.55m×3.185m，质量≤1575kg。 三轴指向精度小于0.1度，姿态稳定度每秒小于0.003度，测量精度小 于0.03度 卫星输出功率：1550W。 数传系统下行为X频段，下行码速率20Mbps，星上存储记录器容量120Gbits。? 雷达高度计用于测量海面高度、有效波高及风速等海洋基本要素. 微波散射计主要用于全球海面风场观测 扫描微波辐射计主要用于获取全球海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、海冰和降雨量等 校正微波辐射计主要用于为高度计提供大气水汽校正服务。 水体遥感应用实例 应用TM数据估算沿岸海水表层叶绿素浓度模型研究 1 前言 海水中叶绿素(指叶绿素-a，下同)浓度测定对海洋生态系统中初级生产力的研究至关重要，对海洋-大气系统中碳循环研究也具有重要意义。 常规的叶绿素浓度测定方法都属于实验室测量法，耗时长，费用高，加之是逐点采样的测量方式，无法实现大面积水域的同步测量。利用卫星遥感方法估算海水叶绿素浓度可以弥补常规方法的上述缺陷。 2 遥感估算表层海水叶绿素浓度原理 叶绿素具有特定的吸收和反射光谱 这些特征的吸收峰和反射峰与陆地卫星TM1波段(0.45-0.52um) , TM2波段(0.52- 0.6um) , TM3波段(0.63-0.69um)一一对应。 2 遥感估算表层海水叶绿素浓度原理 0.52um附近出现独立于叶绿素浓度的分界点(又称“节点”)，即该处的光谱辐射值不随叶绿素的浓度变化而变化。研究表明，随着海水中悬浮颗粒物质浓度的增加，在0.52um附近出现的独立于叶绿素浓度的光谱分界点，会往长波方向移动。 2 遥感估算表层海水叶绿素浓度原理 海水中叶绿素浓度变化将引起TM各波段光谱辐射值的变化，遥感估算海水叶绿素浓度就是根据这种对应关系 利用TM光谱数据反演海水叶绿素浓度。通常认为采用TM2(包含叶绿素0.55um反射峰)或TM3(包含叶绿素0.68um荧光峰)与TMl (包含叶绿素0.44um吸收峰)之比值估算是提取叶绿素浓度信息的最佳方法。 2 遥感估算表层海水叶绿素浓度原理 对于含悬浮颗粒物质较高的沿岸海水，由于独立于叶绿素浓度的光谱分界点往长波方向漂移，随着海水中叶绿素浓度的增加，TM4(0.76- 0.9um)波段的光谱辐射值将增加，因此，TM4波段将成为提取沿岸海水叶绿素浓度的重要信息源。 3 研究方法 3.1数据的预处理 海陆分界 估算海水叶绿素浓度只对海域部分感兴趣，图象处理大都只对海域部分进行处理，因此需要确定海陆边界。TM5波段图象中海陆反差明显，用于海陆分界较好，对TM5波段图象作二值图象处理，便可得到海陆分界图。 3 研究方法 3.1数据的预处理 大气校正 空间滤波 噪声去除 3 研究方法 3.2 建立估算叶绿素浓度的灰色模型 TM各波段数据将TM1-TM4各波段图象作预处理后，以实测叶绿素浓度采样点周围11 x 11象元范围内的TM各波段灰度平均值作为与采样点对应的TM各波段的灰度值 3 研究方法 3.2 建立估算叶绿素浓度的灰色模型 为了了解叶绿素浓度与TM各波段灰度值之间的关系，把叶绿素浓度作为母因素，TM1-TM4波段的灰度值及其组合作为子因素，进行因素分析，考察各子因素与母因素之间的关联程度。 为了全