【海洋遥感】第一节课
海洋遥感
第一章
一、海洋遥感的意义
1️⃣ 理解海洋及地球
2️⃣ 利用海洋和地球
- 海洋是人类最大的资源宝库，是全球生命支持系统的基本组成部分。
- 海洋资源的重要性促使人们采用各类手段对其进行调查研究。
痛点🤕
- 传统海洋调查依赖于调查船沿设定航线设置的稀疏取样，虽然定位测量准确，但在规模、范围和频度上受限制。
- 海洋环境的进入性和可通达性较差
- 近海和海岸环境复杂多变，难以进行多变量同步控制观测
- 海岸环境变化周期长、信息量大，难以取得理想的可控制数据，在实时处理上也有着较大的困难。
海洋遥感具有大范围、实时同步、全天时、全天候多波段成像技术的优势可以快速地探测海洋表面各物理量的时空变化归规律。
重要性
- 海洋科学或遥感科学的交叉学科
- 为海洋观测和研究提供了一个崭新的数据集，并开辟了新的考虑问题的视角
- 多传感器资料可推动海洋科学交叉学科研究的发展
二、海洋遥感的概念
基本概念
海洋遥感 (Ocean Remote Sensing) 指以海洋及海岸带作为监测、研究对象，利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理来观测和研究海洋的遥感技术。
整体特点
- 不受地表、海面、天气和人为条件的性质，可以探测地理位置偏远、环境条件恶劣等不能直接进入的海区。
- 宏观特性可进行大面积同步测量，能够进行半球或全球探测。
- 可动态、长期的、周期性的对海洋现象进行监测
- 具有实时的或准实时的特征
- 多个探测器相配套
- 很显然，海洋遥感能够在不破坏当地环境下进行大面积的客观测量(没有人为干涉！)
具体特点
传感器设计方面
光学传感器，带宽较窄，IFOV较大。微波波段应用较多(云层覆盖较多，微波数据比可见光和热红外能够取得的效果更好)。
传感器定标与数据处理应用方面
需要调查船、浮标、潜水器等仪器实测资料的支持。
数据预处理方面
更需要消除大气的干扰
数据应用方面
适用于海洋数值模型的检验与改进
卫星类别
按传感方式
- 被动遥感
- 主动遥感
按使用目的
- 海洋水色卫星
- 主要探测海洋水色要素，如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、有色可溶有机物等，也可以用来获得浅海水下地形、海冰、海水污染及海流等游泳信息价值
- 海洋地形卫星
- 主要用于探测海表面拓扑，即海平面高度的空间分布，此外，还可以探测海水、有效波高、海面风速和海流等
- 海洋动力环境卫星
- 用于探测海洋动力环境要素，如海面风场、浪场、海冰等。
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
- 无线电系统射电反射比较时间差
微波散射计
- v\用于全球风场观测
- 通过测量风引起的粗糙海面对微博的后向散射特征来推算风场
微波辐射计
- 主要用于获取全球海洋温度、海面风场、大气水蒸气含量、云中水含量、海冰和降雨量
- 微波辐射计接收辐亮度(亮温)，等同于辐射的黑体的温度。
- 辐亮度F=(海表面温度、盐度，海面粗糙度，波浪破碎产生的白冠和气泡)
三、海洋遥感的发展历程
🚂 四个主要阶段
起步阶段
探索阶段
气象卫星和陆地卫星的探测器波段设置不同，还要遥感需要更多的频段和更高的精度。
NASA发射了三科海洋遥感卫星。SeasatA是第一颗海洋试验卫星，但由于电源故障，仅运行了108天
我国的海洋卫星
- 1988 FY-1A 第一颗海洋卫星
- 2002 HY-1A 第一颗海洋水色卫星
- 2008 FY-3 极轨卫星
四、海洋遥感的研究内容
- 物理海洋学遥感
- 生物海洋学和化学海洋学遥感
- 海冰监测
- 海洋污染监测
- 目标识别
1️⃣ 海表温度遥感
主要采用热和红外波段和微波波段的信息进行海表面温度的遥感反演。
2️⃣ 海水浑浊度
3️⃣ 海洋污染监测
五、相关数据、资料获取
六、主流的海洋遥感大学和机构
第二章 海洋遥感原理与基础
一、与海洋遥感相关的基本概念
海洋学上的专有名词
海面状况： 海面粗糙度状况，与最大的海面波动高度有关。
深水波： 水深大于波长的波动
浅水波： 水深小于波长的波动(长波)
波高H： 从波峰到波谷之间的铅直距离
有效波高： 博陈列
反射率 传感器发出电磁波后，在原位置上能接收到的电磁辐射功率与发出功率之比(盆子洒豆子，接到多少豆子)
反照率 被反射的电磁辐射的总功率与发出功率之比
表观反射率 大气顶层的反射率，辐射定标的结果之一
均方根波高
二、电磁波与海水相互作用机制
三、海洋水体波谱特征
四、遥感图像处理
Chapter 3 海洋遥感卫星与传感器
一、海洋遥感卫星📡
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