基础海洋学第10章-遥感.ppt

第一节 引言 一、卫星海洋遥感 卫星海洋遥感，或称空间海洋学，是利用电磁波与大气和海洋相互作用原理，从卫星平台观测和研究海洋的分支学科。它属于多学科交叉的新兴学科，其内容涉及物理学、海洋学和信息学科，并与空间技术、光电子技术、微波技术、计算机技术、通讯技术密切相关。 卫星海洋遥感是近海洋科学取得重大进展的关键技术之一。 第一节 引言 二、卫星海洋遥感系统 1、空间平台（人造卫星）及运行轨道 2、卫星传感器：海色、红外、微波高度计 等 3、数据传输：计算机、信号发射器 4、卫星地面接收站 5、图像处理和数据处理：计算机为主 6、海洋卫星资料的反演：计算机＋人 7、GIS系统：资料库、可视化 第一节 引言 三、卫星遥感对海洋科学研究的价值 1、卫星遥感是海洋科学的一个新的分支学科。卫星遥感对于海洋的观测和研究不仅限于船舶与浮标所测量的参数以及在此基础上所得出的海洋学规律，卫星遥感还开辟了一个新的考虑问题的视角。 第一节 引言 2、卫星海洋遥感为海洋观测和研究提供了一个崭新的数据集。与传统的船舶和浮标数据相比，优点： 1）大面积同步测量，有很高或较高的空间分辨率； 2）可满足动态观测和长期监测的需求； 3）实时或准实时性； 4）具有自动求面积平均值的功能； 5）可涉及船舶和浮标不易抵达的海区。 3、卫星海洋遥感多传感器资料可推动海洋科学交叉学科研究的发展。 第二节 卫星遥感的主要方法 一、卫星海表温度遥感 卫星海表温度（sea surface temperature，SST）测量主要利用海面热红外辐射。 1、红外辐射计工作原理 利用红外波段测温的物理基础是普朗克辐射定律。 2、卫星海表温度的反演（卫片判读） 3、卫星海表温度的应用 卫星海表温度广泛应用与海洋动力学、海气相互作用、渔业经济研究和污染监测等方面。 第三节 卫星遥感的主要方法 二、海色卫星遥感 海色遥感是唯一可穿透海水一定深度的卫星海洋遥感技术。它利用星载可见红外扫描辐射计接收海面向上光谱辐射，经过大气校正，根据生物光学特性，获取海中叶绿素浓度及悬浮物含量等海洋环境要素。因而它对海洋初级生产力、海洋生态环境、海洋通量、渔业资源等具有重要意义。 第三节 卫星遥感的主要方法 1、 CZCS/SeaWiFS/MODIS海色传感器 装载与Nimbus－7上的海色传感器CZCS（Coastal Zone Color Scanner）是一个以可见光通道为主的多通道扫描辐射仪。 SeaWiFS（Sea－Viewing Wide Field－of－View Sensor）是装载在美国SEASTARA卫星上的第二代海色遥感传感器。 SeaWiFS在CZCS基础上进行了改进和提高：增加了光谱通道；提高了辐射灵敏度。 第三节 卫星遥感的主要方法 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer )中分辨率成像光谱仪 Aqua/Terra MODIS-A卫星上的6个科学仪器将对地球海洋、大气层、陆地、冰雪覆盖区域以及植被等展开综合观测，搜集全球降雨、水蒸发、云层形成、洋流等水循环活动数据。利用这 些数据，科学家们可以更深入地研究地球水循环和生态系统的变化规律，从而加深对地球生态系统与环境变化之间相互作用关系的理解。该卫星还可以对地球大气层 温度和湿度、海洋表面温度、土壤湿度等变化进行更精确的测量，有关测量结果在天气预报上据认为有重要价值。 第三节 卫星遥感的主要方法 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。 海色传感器可见光通道是按照海洋中主要成分的光学特性设置的，每个通道对应于海洋中各种组分吸收光谱中的强吸收带和最小吸收带 3、海色反演原理 1）辐射量定标：将传感器输出的计数值换算成辐亮度 2）大气校正算法：消除大气吸收和散射的影响 3）生物光学算法：用辐亮度反演水中叶绿素、悬移质、溶解有机物（胶体物）浓度 第三节 卫星遥感的主要方法 4、海色卫星资料的应用 1）海洋初级生产力与海洋渔业 2）海洋生态环境监测与研究 3）河口海岸带泥沙浓度及其运移 4）海洋通量（物质循环）及固碳能力 第三节 卫星遥感的主要方法 三、微波高度计 从卫星探测海洋动力参数主要依靠微波传感器，其中高度计（Altimeter，ALT）最为成熟。 ALT通过对海平面高度、有效波高、向后散射的测量，可同时获取流、浪、潮、海面风速等重要动力参数。 卫星高度计还可应用于地球结构和海域重力场研究。 第三节 卫星遥感的主要方法 与海平面高度有关的几个曲面以及引起海