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第３６卷第１１期２０１１年１１月武汉大学学报·信息科学版 Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ．２０１１ 收稿日期：２０１１－０９－ １５。项目来源：国家９７３计划资助项目（２０１１ＣＢ７０７１０６）；国家自然科学基金资助项目（４０９０６０９２，４１０７１２６１，４０６７６０９４） ；国家自然基金委创新研究群体科学基金资助项目（４１０２１０６１）；湖北省自然科学基金资助项目（２００９ＣＤＢ１０７）；武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室专项科研经费资助项目；南昌大学“鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室”开放课题资助项目（Ｚ０３９７５）；武汉大学博士生自主科研课题资助项目；９８５国家重点实验室仪器设备专项经费资助项目。 文章编号：１６７１－８８６０（２０１１）１１－１２８０－０４文献标志码：Ａ ＨＪ－ １Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ影像的武汉市东湖水色三要素遥感研究 陈莉琼１ 田礼乔１ 邱 凤１ 陈晓玲１， ２，３ （１ 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉市珞喻路１２９号，４３００７９ ）（２ 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，南昌市紫阳大道９９号，３３００２２）（３ 南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，南昌市南京东路２３５号，３３００３１ ）摘 要：以武汉市东湖为研究区域，利用同步的ＭＯＤＩＳ－Ｔｅｒｒａ气溶胶光学厚度数据为输入参数，采用ＦＬＡＡＳＨ模型对２０１０年３月１１日ＨＪ－１Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ影像进行大气校正处理，并利用多年实测数据建立叶绿素ａ浓度、悬浮泥沙浓度、黄色物质吸收系数三要素神经网络反演模型，对水色三要素进行反演。通过对反演结果与实测数据的对比分析可知，悬浮泥沙浓度、黄色物质吸收系数和叶绿素ａ浓度的平均相对误差分别为２８．０５２％、１７．６２８％和３５．６２１％，表明ＨＪ－１Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ传感器基本能满足ＩＩ类水体水色要素的遥感监测需求。 关键词：ＨＪ－１Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ传感器；叶绿素ａ；悬浮泥沙；黄色物质中图法分类号：Ｐ２３７．９ 目前， 卫星遥感常用的水色传感器如ＭＯＤＩＳ等，虽然时间分辨率较高，但因为空间分辨率较低，１ｋｍ的空间分辨率难以满足中小型内陆湖泊水体水环境的监测需求；常用的陆地应用传感器如Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ／ＥＴＭ＋等，其空间分辨率虽然达到３０ｍ，能对中小型内陆湖泊进行监测，但由于时间分辨率为１６ｄ，也难以满足高动态水体长时间序列的遥感动态监测需求。２００８年９月６日，我国自主知识产权的ＨＪ－ １Ａ／Ｂ卫星发射升空。目前，ＨＪ－１Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ传感器在内陆湖泊水色要素方面的研究尚不多见，而与之类似的传感器在ＩＩ类水体的研究也多见于在悬浮泥沙浓度 反演方面的探索［ １－ ３］。本文以武汉市东湖为研究区域，采用５次现场实测光谱与实验室分析所得的叶绿素ａ浓度、悬浮泥沙浓度、黄色物质（ｃｏｌｏｒｅｄ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｒ－ｇ ａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ＣＤＯＭ）吸收系数建立和验证神经网络反演模型，然后应用于２０１０年３月１１日 ＨＪ－ １Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ影像，获取武汉市东湖水色三要素反演结果的空间分布，以期对ＨＪ－１Ａ／Ｂ卫星ＣＣＤ影像在内陆湖泊水环境遥感监测方面的能力进行评价。 １ 研究区域和数据 武汉市东湖位于武昌区东北部，水域面积为 ２７．９ｋｍ２ ，平均水深约２．２１ｍ， 最深处达６ｍ，湖中１２０多个岛渚星罗棋布，１１２ｋｍ湖岸线曲折，环湖３４座山峰绵延起伏，是全国最大的城中湖泊。目前，最大的湖区是郭郑湖，面积１２．３４ ｋｍ ２，是富营养化比较严重的湖区［４］ 。笔者分别于２００７年９月２７日、２００８年１０ 月１６日、２４日、２００９年１月１４日、２０１０年３月１１日对武汉市东湖进行了５次观测，共获取了３６ 个站位的实测光谱数据和叶绿素ａ、悬浮泥沙浓度、黄色物质吸收系数等。
遥感卫星的发展现状 摘要：卫星遥感技术并不被普通人所熟知，本文阐述了现今遥感卫星在我国的应用情况，同时展望未来遥感卫星应用前景，由此引出遥感卫星商业化发展的问题，于是重点分析讨论了当前遥感卫星在商业化发展过程中所遇到的主要困难，并且针对这些困难，提出促进遥感卫星商业化尽快实现的指导理念和主要措施以及预测遥感卫星商业化的可能发展趋势。 前言 面对新的世纪、新的形势，世界各国政府都在认真思考和积极部署新的经济与社会发展战略。尽管各国在历史文化、现实国情和发展水平方面存在着种种差异，但在关注和重视科技进步上却是完全一致的。这是因为，我们面对的是一个以科技创新为主导的世纪，是以科技实力和创新能力决定兴衰的国际格局。一个在科学技术上无所作为的国家，将不可避免地在经济、社会和文化发展上受到极大制约。 卫星遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。我国卫星遥感技术的发展和应用已经走过了多年艰苦探索与攀登的道路。如今，我们欣喜的看到卫星遥感应用技术已经起步并正在走向成熟和辉煌。 近十年来全球空间对地观测技术的发展和应用已经表明，卫星遥感技术是一项应用广泛的高科技，是衡量一个国家科技发展水平的重要尺度。现在不论是西方发达国家还是亚太地区的发展中国家，都十分重视发展这项技术，寄希望于卫星遥感技术能够给国家经济建设的飞跃提供强大的推动力和可靠的战略决策依据。这种希望给卫星遥感技术的发展带来新的机遇。面对这种形势，我国卫星遥感技术如何发展，如何使卫星遥感技术真正成为实用化、产业化的技术，直接为国民经济建设当好先行，是当前业界人士关注的热门焦点。 卫星遥感技术应用 （一）、卫星遥感技术应用现状 首先，到目前为止，我国已经成功发射了十六颗返回式卫星，为资源、环境研究和国民经济建设提供了宝贵的空间图像数据，在我国国防建设中也起到了不可替代的作用。我国自行研制和发射了包括太阳和地球同步轨道在内的六颗气象卫星。气象卫星数据已在气象研究、天气形势分析和天气预报中广为使用，实现了业务化运行。一九九九年十月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功，结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史，已在资源调查和环境监测方面实际应用，逐步发挥效益。我国还发射了第一颗海洋卫星，为我国海洋环境和海洋资源的研究提供了及时可靠的数据。其次，除了上述发射的遥感卫星外，我国还先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等国家级遥感应用机构。同时，国务院各部委及省市地方纷纷建立了一百六十多个省市级遥感应用机构。这些遥感应用机构广泛的开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务，并且与全球遥感卫星、通信卫星和定位导航卫星相配合，为国家经济建设和社会主义现代化提供多方面的信息服务。这也为迎接２１世纪空间时代和信息社会的挑战，打下了坚实的基础。 最后，非常关键，必须要重点指出的是两大系统的建立完成。一是国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的完成，标志着我国第一个资源环境领域的大型空间信息系统，也是全球最大规模的一个空间信息系统的成功建立；二是国家级遥感、地理信息系统及全球定位系统的建立，使我国成为世界上少数具有国家级遥感信息服务体系的国家之一。 我国遥感监测的主要内容为如下三方面: １、对全国土地资源进行概查和详查； ２、对全国农作物的长势及其产量监测和估产； ３、对全国森林覆盖率的统计调查。 （二）、卫星遥感技术应用前景 国际上卫星遥感技术的迅猛发展，将在未来十五年把人类带入一个多层、立体、多角度、全方位和全天候对地观测的新时代。由各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相协同，高、中、低分辨率相弥补
常见遥感卫星的基本参数大全 1. BERS-1 中巴资源卫星 CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传输型资源卫星。 卫星参数： 太阳同步轨道轨道高度：778公里,倾角:98.5o 重复周期：26天，平均降交点地方时为上午10：30 相邻轨道间隔时间为 4 天扫描带宽度:185公里星上搭载了CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪，由于提供了从20米-256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系列中有特色的一员。 红外多光谱扫描仪：波段数：4波谱范围：B6：0.50 –1.10(um)B7：1.55 –1.75(um)B8：2.08 –2.35(um)B9：10.4 –12.5(um)覆盖宽度：119.50公里空间分辨率：B6 –B8：77.8米B9：156米CCD相机：波段数：5波谱范围：B1：0.45 –0.52(um)B2：0.52 – 0.59(um)B3：0.63 –0.69(um)B4：0.77 –0.89(um)B5：0.51 –0.73(um)覆盖宽度：113公里空间分辨率：19.5米(天底点)侧视能力：-32 士32 广角成像仪：波段数：2波谱范围：B10：0.63 –0.69(um)B11：0.77 –0.89(um)覆盖宽度：890公里空间分辨率：256米 CBERS- 1卫星于1999年10月14日发射成功后，截止到2001年10月14日为止，它在太空中己运行2年，围绕地球旋转10475圈，向地面发送了大量的遥感图像数据，已存档218201景0级数据产品。CBERS-1卫星的设计寿命是2年，但据航天专家测定CBERS-1卫星在轨道上运行正常。有效载荷除巴西研制的宽视场成像仪于2000年5月9日因电源系统故障失效外，其余均工作正常，而且目前星上的所有设备均工作在主份状态，备份设备还未启用，星上燃料绰绰有余。因此，虽然卫星设计寿命是2年，但航天专家设计时对各个器件都打有超期服役的余量，从CBERS-1卫星目前的运行情况来，其寿命肯定要远远大于2年。所以欢迎用户继续踊跃使用CBERS- 1的数据。2002年我国将发射CBERS-2 卫星，用户期望的中巴地球资源卫星在太空中双星运行的壮观将会实现。 2、法国SPOT卫星 法国SPOT-4卫星轨道参数： 轨道高度：832公里 轨道倾角：98.721o 圈/分101.469轨道周期： 重复周期：369圈/26天 降交点时间：上午10：30分 扫描带宽度：60 公里 两侧侧视：+/-27o 扫描带宽：950公里 波谱范围： 多光谱XI B1 0.50 –0.59um 20米分辨率B2 0.61 –0.68um B3 0.78 –0.89um SWIR 1.58 –1.75um
中国海洋卫星的发展 海洋占地球表面的71%，在当今陆地资源减少、人口增长、环境恶化的情况下，世界各国对海洋资源高度关注，不断强化海洋发展战略，运用高科技进行海洋的开发与管理。美国、加拿大、欧共体、俄罗斯、印度、韩国等国纷纷发展海洋卫星。 我国是一个发展中的海洋大国，拥有丰富的海洋资源。在没有海洋卫星的情况下，我国通过船舶、浮标、飞机、海洋观测站等常规手段对海洋进行监测。这些常规手段有诸多限制，不能有效地对我国管辖海域进行全时有效监管。大力发展海洋事业，事关国家的长治久安和经济社会的可持续发展。加强对海洋的观测和了解，准确预报海洋灾害，合理开发利用海洋资源，努力保护海洋生态环境；有效维护国家海洋主权与权益，是广大海洋工作者和海洋管理部门的神圣使命和战略任务。国家海洋局从建局以来，就一直积极发展海洋科学技术，着力强化海洋观测系统建设，不断提高对海洋的持久观测能力，为海洋事业实现跨越式发展提供了强有力的支撑。 当今世界，海洋观测已进入立体观测时代。利用卫星、飞机、船舶、浮标、水下自航器、海床基观测系统及岸基台站观测系统，从空间、海面、水中、海床、沿岸对海洋环境进行多平台多层次的长时序连续立体观测，显著提高了对全球海洋的观测能力，深刻改变和加深了人们对全球海洋的认识，有效地预报了海洋灾害，大大提高了海上生产作业、军事活动、旅游娱乐的海洋环境保障能力。海洋卫星观测和水下自航器的移动观测是海洋环境立体观测的主要手段。20世纪
70年代以海洋卫星SeaSat-A的发射为标志使海洋观测进入了现代空间遥感时代。海洋卫星和卫星遥感海洋应用已成为现代海洋观测的主要手段。 虽然我国从上世纪70年代就开始将卫星遥感应用于海洋研究和海洋环境预报，并憧憬着有中国自己的海洋卫星，但一直到本世纪初的2002年，中国人才真正圆了自己的梦。2002年5月15日，海洋一号A星在太原发射中心发射升空后，经过7次变轨，到达798公里的预定轨道。我国第一颗海洋卫星--海洋一号A星的成功发射和交付使用，结束了我国没有海洋卫星的历史，大大提高了我国的海洋监测能力。我国第一颗海洋卫星（HY－1A）的成功发射和运行，不仅是我国海洋卫星遥感事业发展史上的一座里程碑，而且在海洋系列卫星的研制、发射、控制、运行、管理及水色数据的应用等方面积累了较为丰富的经验，为我国海洋卫星事业的后续发展奠定了坚实的基础。 HY-1A卫星于2004年完成了它的使命后，海洋科技工作者没有停止前进的脚步，又会同国家有关部门团结协作，奋力攻关，经过近三年的顽强拼搏，又研制成功了海洋一号B（HY-1B）卫星。这是中国海洋水色卫星系列中的第二颗星，它将接替HY-1A卫星去执行预定的海洋水色遥感观测使命。在HY-1B卫星即将发射之际，回顾中国海洋卫星事业艰难而又曲折的发展历程，展望中国海洋卫星事业光辉的发展前景，进一步激励广大海洋工作者献身祖国海洋事业的壮志豪情，有着极为重要的现实和长远意义。 一、中国海洋卫星之梦
第19卷 第5期 中 国 水 运 Vol.19 No.5 2019年 5月 China Water Transport May 2019 收稿日期：2019-01-03 作者简介：周敏锐（1996-），女，安徽安庆人，浙江海洋大学在读硕士，主要研究方向为物理海洋。 通讯作者：蔡丽娜（1976-），女，浙江海洋大学 海洋科学与技术学院，主要从事海洋遥感的研究。 项目基金：浙江省教育厅课题科研项目及校级教改项目分组课题模式在海洋科学类专业教学体系中的应用探索（编号：Y20 1840279）；浙江省2016年度高等教育教学改革项目（编号：jg20160084）。 海洋水色及动力环境遥感研究进展 周敏锐，蔡丽娜，孙静亚 （浙江海洋大学 海洋科学与技术学院，浙江 舟山 316000） 摘 要：海洋遥感主要包括海洋水色遥感、海洋动力环境及海洋地形遥感。本文结合国内外研究现状，介绍了海洋水色及动力环境遥感的机理以及相关海洋要素的遥感反演方法。同时，通过对近十年海洋水色及动力环境遥感的发展情况进行了解，总结了国内外在该领域的研究进展并提出了一些展望。 关键词：遥感；海洋水色；动力环境 中图分类号：P714 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）05-0161-03 一、前言 卫星遥感技术以其独特的优越性在海洋环境要素观测方面发挥了越来越重要的作用。在海洋动力及水文环境相关信息方面，卫星遥感可以监测海流、海浪、海面风场等海洋动力环境特性以及海面水色、水温等。海洋水色遥感主要接收水体中各种成分相关要素的光学信息，利用星载或机载传感器接收到离水辐射，并借助水体生物-光学模型，反演水色物质成分和其浓度[1]。海洋动力环境遥感主要对海洋力场引起的海洋潮汐、海流、海浪等的动力环境进行监测[2]。本文通过了解近十年海洋水色及动力环境遥感的发展情况，总结了国内外在该领域的研究进展并提出了一些展望。 二、海洋水色及动力遥感 1．悬浮泥沙的遥感监测 遥感技术具有大面积、多时效、连续观测的特点，这使得其在海洋监测方面得到广泛应用。海洋中悬浮泥沙浓度是影响海洋环境的重要因素之一，利用遥感技术观测海洋中悬浮泥沙的分布，监测结果可以很好的反映海水中悬浮泥沙的状况。 反演模型的建立是悬浮泥沙浓度反演的关键，建立合适有效的反演模型首先要找到最佳遥感特征因子和敏感波段之间的联系[3]。经验模型涉及所选的悬浮泥沙浓度和遥感反演参数两个重要的反演因子，将二者进行回归分析[4]，并利用二次多项式函数[5]、三次多项式函数[6]、线性函数[7]、指数函数[8]和幂函数[9]等对其进行拟合分析，利用测得的实验数据建立起水体光学性质与悬浮泥沙浓度的定量关系。理论模型是根据辐射传输模型和生物光学模型来建立的。建立理论模型的首要步骤是通过模拟可见光的传输特性找到悬浮泥沙相关反演关系式。理论模型有光谱混合分析模型[10]（SMA）、主成分分析模型和神经网络模型[11]三种。王繁等[12]人利用MODIS 数据反演河口水体悬浮泥沙质量浓度，使用人工神 经网络（ANN）的方法建立表层悬浮泥沙浓度遥感反演模型，发现利用BP 神经网络模型进行遥感反演所得精度更高。半分析方法需要实际测得的光谱数据来建立水色反演模型，通过近似关系对模型进行简化，使各个未知量之间尽可能独立，利用多波段数据得到代数方程组，最后求解方程组得到水体组分浓度[13]。 2．叶绿素及黄色物质的遥感监测 利用遥感技术对叶绿素及黄色物质含量其变化进行观测是监测海洋环境的有效方法[14]。经验方法、半分析方法[15]和分析方法[16]是目前常用的叶绿素及黄色物质浓度遥感反演方法。单波段法[17]、波段比值法和神经网络法[18]同属经验方法。 3．海流的遥感监测 海流运动会对海洋气候、海洋污染、渔业、海岸带开发、军事行动等产生影响。海流监测可以对海洋动力环境研究过程中遇到的问题提供有效的解决方案，将遥感技术应用在海流监测上，可以改善数据的时效性、准确性和完备性[19]。早在1987年，Goldstein 和Zebker 等人就提出了利用顺轨干涉合成孔径雷达测量高分辨率海表面流场的观点，应用并得到了很好的观测效果。遥感技术可以观测得到海流运动的方向、速度和尺度等信息，能及时反馈海洋动力环境的变化情况[20]。 4．海洋观测相关遥感数据 （1）中低分辨率遥感数据 卫星遥感技术可以对海洋进行大面积的连续性观测，因此在海洋监测上的应用越来越广泛，获得的遥感数据精度也越来越高。美国的Landsat 卫星数据[21]、Terra 和Aqua 卫星上的MODIS 传感器获得的数据和RADARSAT 卫星数据都是中低分辨率数据。MODIS 足够宽的光谱范围能长时间的对陆地、大气和海洋进行观测[22]。加拿大雷达卫星（RADARSAT）携带的合成孔径雷达能主动向目标物体发射
常用遥感数据的遥感卫星基本参数大全
常用遥感数据的遥感卫星基本参数大全 常用, 遥感数据, 遥感卫星, 基本参数, 大全 1、CBERS-1 中巴资源卫星 CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传输型资源卫星 卫星参数： 太阳同步轨道轨道高度：778公里,倾角:98.5o 重复周期：26天平均降交点地方时为上午10：30 相邻轨道间隔时间为 4 天扫描带宽度:185公里星上搭载了CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪，由于提供了从20米-256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系列中有特色的一员。 红外多光谱扫描仪：波段数： 4波谱范围：B6：0.50 –1.10(um)B7：1.55 –1.75(um)B8：2.08 – 2.35(um)B9：10.4 – 12.5(um)覆盖宽度：119.50公里空间分辨率：B6 – B8：77.8米B9：156米 CCD相机：波段数： 5波谱范围：B1：0.45 –0.52(um)B2：0.52 –0.59(um)B3：0.63 –0.69(um)B4：0.77 –0.89(um)B5：0.51 – 0.73(um)覆盖宽度：113公里空间分辨率：19.5米(天底点)侧视能力：-32 士32 广角成像仪：波段数： 2波谱范围：B10：0.63 –0.69(um)B11：0.77 –0.89(um)覆盖宽度：890公里空间分辨率：256米 CBERS-1卫星于1999年10月14日发射成功后，截止到2001年10月14日为止，它在太空中己运行2年，围绕地球旋转10475圈，向地面发送了大量的遥感图像数据，已存档218201景0级数据产品。 CBERS-1卫星的设计寿命是2年，但据航天专家测定CBERS-1卫星在轨道上运行正常。有效载荷除巴西研制的宽视场成像仪于2000年5月9日因电源系统故障失效外，其余均工作正常，而且目前星上的所有设备均工作在主份状态，备份设备还未启用，星上燃料绰绰有余。因此，虽然卫星设计寿命是2年，但航天专家设计时对各个器件都打有超期服役的余量，从CBERS-1卫星目前的运行情况来，其寿命肯定要远远大于2年。所以欢迎用户继续踊跃使用CBERS-1的数据。 2002年我国将发射CBERS-2卫星，用户期望的中巴地球资源卫星在太空中双星运行的壮观将会实现。 2、法国SPOT卫星 法国SPOT-4卫星轨道参数： 轨道高度：832公里 轨道倾角：98.721o 轨道周期：101.469分/圈 重复周期：369圈/26天 降交点时间：上午10：30分 扫描带宽度： 60 公里 两侧侧视：+/-27o 扫描带宽：950公里 波谱范围：
International Journal of Ecology 世界生态学, 2017, 6(2), 82-92 Published Online May 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/4a1223296.html,/journal/ije https://https://www.doczj.com/doc/4a1223296.html,/10.12677/ije.2017.62010 文章引用: 高慧, 赵辉, 沈春燕. 中国近海水色遥感研究进展[J]. 世界生态学, 2017, 6(2): 82-92. Progress in Ocean Color Remote Sensing of Chinese Marginal Seas Hui Gao 1, Hui Zhao 1, Chunyan Shen 2 1 College of Oceanography and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang Guangdong 2 Fisheries College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang Guangdong Received: May 6th , 2017; accepted: May 23rd , 2017; published: May 27th , 2017 Abstract Ocean color remote sensing is an important means of monitoring the marine environment; it has the advantages of high observation frequency, wide spatial coverage and small influence by sea condition. In recent years, marine scientific researchers and marine monitoring branches have been paid more and more attention. This paper reviews the development process of ocean color sensor, summarizes and classifies the ocean color inversion algorithms, and further takes remote sensing of ocean color in Chinese coastal regions as an example, to show the present status, progress and application prospect of ocean color in recent years. Keywords Chinese Marginal Seas, Ocean Color Remote Sensing Algorithm, Chlorophyll-A 中国近海水色遥感研究进展 高 慧1，赵 辉1，沈春燕2 1 广东海洋大学，海洋与气象学院，广东 湛江 2广东海洋大学，水产学院，广东 湛江 收稿日期：2017年5月6日；录用日期：2017年5月23日；发布日期：2017年5月27日 摘 要 海洋水色遥感是海洋环境监测的重要手段，具有观测频率高、空间覆盖广以及受海况影响小的优点，近年来逐渐受到海洋科研工作者和海洋监测部门的重视。本文概述了水色传感器的发展历程，对水色反演
第三章海洋卫星与陆地卫星 §装载有微波传感器的海洋卫星（Ocean-Looking Satellite with Microwave Sensors）因为微波能够穿透云层，特别是有较大功率的主动微波雷达能够穿透较厚的云层，故带有微波传感器的海洋卫星经常被誉为全天候遥感卫星。表3-1列出了装载有微波传感器的海洋卫星信息。 表3-1: 装载有微波雷达的海洋卫星
装载有微波传感器的海洋卫星属于海洋环境监测卫星，它的特点是扫描范围大，便于探测大面积海洋环境要素，例如海面风、海平面高度和海表面温度等。装载有可见光和红外波段传感器的陆地卫星属于陆地包括海岸带资源观测卫星，它的特点是扫描范围较小，但分辨率特别高，便于精确观测小面积土地资源极其变化。装载有合成孔径雷达的卫星既可以用于探测海洋环境要素，例如油污染和生物膜等生化要素、以及海洋内波、海面巨浪和海浪谱等动力要素，也可以用于探测陆地环境要素，例如水火灾害等，还可以用于探测陆地资源要素，例如地下水和矿产资源等。因此，装载有合成孔径雷达的卫星是多用途卫星。微波传感器包括高度计、散射计、合成孔径雷达和微波辐射计。高度计是一个垂直探测的主动雷达，可以测量卫星与地球之间距离、海面地形和粗糙度，并由此估计风速、表面海流和平均波高。散射计是一个宽刈幅主动雷达，通过测量海表面粗糙度可以计算海面风速和风向。合成孔径雷达是一个具有高空间分辨率的主动雷达，它利用多卜勒效应获得高空间分辨率，可测量涌浪、内波、降雨、海流边界、海冰位置及性质、和大块浮冰的速度等。微波辐射计是一个被动微波雷达，它可以测量海面反射、散射和自发辐射的辐射度和微波亮温，并由此可估计风速、水蒸气、降水率、海表面温度、海表面盐度和冰覆盖量等
海洋水色遥感监测的大气校正 NOAA美国国家海洋和大气局NESDIS国家环境卫星数据和信息服务STAR IOCCG国际海洋水色专家组 讲座大纲 1 引言 简单介绍历史 海洋水色方法的基本概念 为什么需要大气校正 2 radiometry辐射测量和光学性质 基本的辐射测量量 表面的光学性质 固有的光学性质 3 大气的光学性质 分子的吸收与散射 气溶胶的性质与类型 ----无或弱吸收性气溶胶 ----强吸收性气溶胶(粉尘,烟雾等) 4 辐射传输 radiative transfer equationRTE辐射传递方程 连续的排序的散射方法 单散射近似值 5 大气校正 定义和检查各种学术用语 海平面的影响 大气散射透过率 归一化离水辐射效应 公海例子:使用NIR波段进行大气校正 海滨和内陆水 ----对各种方法的简单回顾 ---基于SWIR 大气校正 MODIS-Aqua测量的例子 6 介绍强吸收性气溶胶的问题 强吸收性气溶胶的问题 解决吸收性气溶胶的一些方法 使用MODIS-Aqua和CALIPSO 数据的粉尘气溶胶大气校正的例子 7 对于未来海洋水色卫星传感器的展望 历史: 1 由宇宙飞船获得的海洋彩色照片(Apollo 等1960s) 2 Clarke等(1970)表示出了从飞机获得的海洋水色光谱辐射的系统的测量,表明了探测海洋上层的Chlorophyll叶绿素浓度的是有可能的.他们还表明了大气对测量信号的影响. 3 Tyler&Smith(1970)发现了在不同水体中的上下光谱辐照度的领域测量.之后,出现了许多类似的在原位的水光谱测量.
4 .在Gordon等的辐射传递的框架in the frame of中得出原位反射的测量的解释,也涉及到Morel 和Prieur(1977)和Smith和Baker(1978)的光学重要的水体物质. 5 Gordon(1978,1980)开发出了一种单散射大气校正算法,用于处理NASA美国国家航空航天局CZCS海岸带水色扫描仪的海洋水色数据,表明了卫星海洋水色遥感的可行性. Feasibility 6 改进了的大气校正算法(Gordon和Wang)用来运用于各种不同的更多sophisticated复杂的海洋水色卫星传感器.例如SeaWiFS,OCTS,MODIS等,进而带来了海岸带水色扫描仪概念任务的证据. 7 最近几年来,大气校正方面的努力正在解决了更复杂的海岸带和内陆水的特性,也包括强吸收 性气溶胶. 卫星海洋水色测量 卫星海洋水色遥感是由可能实现的因为: 1 海洋水色(光谱辐射/反射)数据---水离辐射/反射光谱---是与水的特性有关的,例如,叶绿素2-a 浓度.换句话说,水的光学性质和水的生物/生物化学性质等等存在各种相关性. 2 通过大气校正来推导出精确的来自卫星测量的水辐射/反射光谱数据. 大气校正 在卫星的高度,90% 的传感器方法的海洋信号都来自大气和海平面. 所以,获取精确的大气校正和传感器校准是十分重要的. 0.5%的大气校正或校准误差,对应5%的来自海洋水离辐射度的误差. 我需要的是0.1% 的传感器校准精度。 海洋水色遥感：通过精确的除去大气和海平面的影响来推导出海洋离水辐射亮度。 海洋性质：例如，叶绿素2-a 浓度，在490nm波段散射衰减系数，可以从海洋水离辐射光谱
1.狭义广义遥感 狭义遥感：主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。（利用电磁波进行遥感） 广义遥感：利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征（光，热），力场特征（重力、磁力）和机械波特征（声，地震），据此识别物体。（除电磁波外，还包括对电磁场、力场、机械波等的探测） 两者探测手段不一样 2.遥感技术系统 信息源－信息获取－信息纪录和传输－信息处理信息应用 3.遥感的分类 （1）按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等 （2）按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感 4.遥感的应用 内容上可概括：资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划、全球宏观研究 5.海洋遥感的意义 （1）海洋气候环境监测的需要 海洋占全球面积约71%，海洋是全球气候环境变化系统中不可分割的重要部分 厄尔尼诺、拉尼娜、热带气旋、大洋涡流、上升流、海冰等现象都与海洋密切相关。 厄尔尼诺是热带大气和海洋相互作用的产物，它原是指赤道海面的一种异常增温，现在其定义为在全球范围内，海气相互作用下造成的气候异常。 （2）海洋资源调查的需要 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种手段对其进行调查研究 海岸带是人类赖以生存和进行生产活动的重要场所，海岸带资源的相关调查对于沿海资源的合理开发与利用非常重要 （3）海洋遥感在海洋研究中的重要性 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规律。它是20世纪后期海洋科学取得重大进展的关键学科之一。 重要性体现在：是海洋科学的一个新的分支学科；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1.海洋遥感的概念（重点）、研究内容 海洋遥感：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。 研究内容：海洋遥感物理机制、海洋卫星传感器方案、海洋参数反演理论和模型、海洋图象处理与信息提取方法、卫星数据海洋学应用 2.海洋遥感发展回顾经历阶段（重点） 起步阶段、探索阶段、海洋卫星与传感器的试验阶段、应用研究和业务使用阶段 3.第一颗海洋实验卫星是SeasatA（重点） 海洋一号（HY-1） 2002.5.15 试验性海洋水色卫星 10波段海洋水色仪4波段ccd成像仪
海洋遥感应用技术实验指导书 测绘工程学院海洋技术系 2008-2
实验2 海洋水色遥感（应用篇） --------------应用MODIS监测太湖水体叶绿素a浓度的研究 实验数据： 2003年10月28日 Aqua L1B 250m和500m数据（需要下载） 太湖矢量数据 目的和要求 1．经过前面的练习，大家应该对MODIS数据处理有了一定的认识，对海洋水色也有了一定的了解。通过本实验的联系，能够培养学生应用遥感技术解决实际问题的能力。。 2、本实验的基于“应用MODIS监测太湖水体叶绿素a浓度的研究”一文设计的，需要更加详尽的信息请阅读该文献。 内容 1、下载所需要的MODIS数据 2、采用矢量切图 3、提取叶绿素浓度 数据准备： 下载MODIS数据。我们知道在Terra和Aqua卫星上都搭载有MODIS传感器，在这里我们采用Aqua/MODIS数据。 采用2003年10月28日Aqua L1B数据，在大家自己在NASA网上下载，请同学们将250m和500m 的数据都下载下来。我们从文件的名字就可以看出来，和Terra/MODIS是不同的，一个是以MOD开头，另一个以MYD开头。 1、辐射定标 这一步是很多人在使用ENVI处理MODIS数据是最容易出现问题的地方。通常大部分文献都会类似这样写：
辐射定标的目的是得到像元反射率，计算公式为：R=Scales*(DN Offsets)， 其中Scales为反射率缩放系数，DN为1B数据存储值，Offsets为反射率缩放截 距，R为所求反射率值。 如果不用ENVI直接打开HDF格式的方法打开MODIS L1B数据的话，通常默认是对打开的数据进行了辐射校正，所以不需要再做这一步。 大家可以通过以下步骤进行比较： 主菜单：File→Preferences，进入System Preferences对话框，选择Miscellaneous选项，将Auto-Correct ASTER/MODIS改成No。再用File→Open Image Files方法打开，看看是否和过去的是一样的。 如何比较是不是二者是否相同呢，我们可以通过在Image或者Scroll、Zoom窗口点击右键，Cursor Location/Value，会弹出一个窗口，看其中的Data项是整数还是浮点数。如果为整数，则说明没有进行辐射，反之如果为浮点型，则说明已经经过了辐射定标。 之所以出现这种情况，是因为为了节省存储数据的空间，将数据存成了整型，需要用2个字节。而如果存成浮点型需要4个字节，如果是双精度的话，需要8个字节，会占用很大的空间。大家可以注意一下原始的HDF文件，通常是170M左右，而进行了辐射定标和几何校正以后的文件，通常有600M以上。 2、几何校正和bow-tie校正 为了下面便于做大气校正，请大家对整幅影像进行几何校正和bow-tie校正。由于我们在前面的实验中已经学会了如何使用MODIS Georeference功能，所以在这里不再详细说明。 不过要补充一点的是：几何校正和bow-tie校正其实是两个步骤，但是在ENVI软件放在同一个步骤中，即使如此，还是在设置的过程中可以选择是否进行bow-tie校正。 请大家注意：我们下载了两个数据，都要分别做bow-tie校正。 3、大气校正 为了削弱大气影响，本实验采用基于图像的直方图最小值去除法对MODIS影像进行大气纠正，其基本思想是：假设大气程辐射所导致的反射率增值△r在一幅图像的有限面积内是一个常数。其值的大小只与波段有关，并且近似认为每一波段的反射率最小值r min就是△r。这样，将图像中每个像元的反射率值都减去本波段的r min，就可以粗略去除大气影响。
海洋调查与观测课程考核论文 题目：我国海洋遥感技术的历史及未来发展 姓名： 学号： 分数： 2010年4月25日
我国海洋遥感技术的历史及未来发展 摘要：1957年10月4日，苏联发射的世界第一颗人造卫星“史拨尼克克1号”进入太空。各类卫星技术纷纷出现，其中海洋遥感技术自诞生之日起就引起众多海洋学家、环境学家的高度重视。利用这项技术,人们可以很轻松的取得数万平方公里的近乎实时的数据，利用这些数据可以对海洋环境进行监控，为解决方案提供数据支持。海洋遥感技术的发展是一个循环渐进的过程，从一开始只提供简单大概的数据到现在提供复杂精确的数据，这期间花费了大量的人力物力。 关键词：海洋遥感技术；历史；发展； The history of marine remote sensing technology and future development in China Abstract: October 4, 1957, the Soviet Union launched the world's first artificial satellite, "Hi story of dial Nike Ke 1" into space. Various types of satellite technology have emerged, including ocean remote sensing technology since the date of birth on the cause of many oceanographers and environmental scientists are highly valued. Using this technology, people can easily tens of thousands of square kilometers of the acquisition of near real-time Shu Ju, use these data to monitor the marine environment, provide data support for the settlement program. Ocean remote sensing technology is a gradual process cycle, from the start about the data only provide simple to complex now provides accurate data, this period spent a great deal of manpower and resources. Key words: ocean remote sensing technology; history; development; 我国海洋遥感应用研究起步于七十年代末期。目前，开展的主要工作有：接收气象卫星资料进行海洋环境预报，海洋环境污染航空遥感监测，大面积航空测温，海岸带和深海资源航空遥感调查，利用遥感资料进行悬浮泥沙、叶绿素、海冰的应用研究。近期将建成海洋航空遥感业务系统，同时，积极开发航天遥感技术，包括建立海洋环境卫星遥感资料的接收和处理系统。海洋遥感技术是海洋环境监测的重要手段。卫星遥感技术的突飞猛进，为人类提供了从空间观测大范围海洋现象的可能性。目前，美国、日本、俄罗斯等国已发射了10多颗专用海洋卫星，为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。 1.海洋遥感技术的定义 海洋遥感是指利用传感器对海洋进行远距离非接触观测，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。海洋不断向环境辐射电磁波能量，海面还会反射或散射太阳和人造辐射源（如雷达）射来的电磁波能量，故可设计一些专门的传感器，把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上，接收并记录这些电磁辐射能，再经过传输、加工和处理，得到海洋图像或数据资料。 遥感方式有主动式和被动式两种：
学校：山东科技大学班级：硕研11-4班学号：2011020416 姓名：冀婷婷 海洋遥感卫星发展 摘要：本文对国内外海洋遥感卫星发展历程作了简单介绍，并对我国“海洋一号”“海洋二号”“海洋三号”卫星各自主要任务作了说明。介绍了近年来我国在海洋遥感应用工程技术方面的取得的新进展，及在业务化应用方面生产的系列化产品。并对我国海洋遥感定量化研究的发展作了分析和展望。 关键字：海洋遥感，卫星，发展 Abstract: This paper introduces the development of ocean remote sensing on domestically and abroad. Then it gives an brief introduce to the satellite HY-1,HY-2 and HY-3. With the aim of operational service, several kinds of ocean remote sensing monitoring systems have been developed. The paper also prospected the development of ocean remote sensing. Key words: ocean remote sensing; satellite; development 1.前言 海洋卫星，是用于海洋水色，海面温度，海冰，海流，海平面高度等的观测，为海洋和海洋生物资源开放利用、海洋环境监测、海洋科学研究等领域服务而设计发射的一种人造地球卫星。 水色卫星，是指专门为进行海洋光学遥感而发射的卫星，如美国在1997年发射的SeaStar就是仅载有“宽视场水色扫描仪”(SeaWiFS)的水色卫星。 专门的水色卫星平台很少，多数是搭载有水色遥感器的多遥感器卫星平台。 2.国内外海洋卫星发展现状 国内外已发射的海洋卫星按用途分，海洋卫星可分为海洋水色卫星、海洋动力环境卫星和海洋综合探测卫星。 2.1国外发展状况 海洋水色卫星方面，美国1978 年发射的Nimbus- 7卫星上载有沿岸带水色扫描仪( CZCS)和多波段微波扫描辐射计( SMMR ) , 为首次搭载试验的海洋专用遥感器。Nimbus-7 从1978 年10月~1986年6月实际有效运行了7年半, 向地面发回大量有关海洋水色的资料, 验证了星载水色遥感测量、估算全球海洋有机碳和初
国外遥感卫星影像发展现状 1.1法国SPOT卫星系统 法国SPOT卫星系统历经3代发展，目前在轨为SPOT-4和SPOT-5。 SPOT4于1998年3月发射，它增加了一个短波红外波段(1.58-1.75um)；把原0.61-0.68um的红波段改为0.49-0.73um包含“红”的波段，并替代原全色波段，可以产生分辨率10m的黑白图像和分辨率20m的多光谱数据；增加了一个多角度遥感仪器，即宽视域植被探测仪Vegetation(VGT)，用于全球和区域两个层次上，对自然植被和农作物进行连续监测，对大范围的环境变化、气象、海洋等应用研究很有意义。VGT被设计为垂直方向的空间分辨率1.15km，扫描宽度2250km，可见光一短波红外波段0.43-1.75um 共5个波段。它们为蓝波段0.43-0．47um、绿波段0.50-0.59um、红波段0.61-0.68um，近红外波段0.79-0.89um、短波红外波段1.58-1.75um。SPOT4中的VGT和HRVs将使同一区域有可能同时获得较大范围的粗分辨率数据和小范围的细分辨率数据。
SPOT5于2002年5月4日发射，星上载有2台高分辨率几何成像装置(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)、1台宽视域植被探测仪(VGT)等，空间分辨率最高可达2.5m，前后模式实时获得立体像对，运营性能有很大改善，在数据压缩、存储和传输等方面也均有显著提高。 表3-1SPOT系列卫星参数对比 目前法国正在研制部署SPOT系列卫星后续任务，保持数据连续性，巩固光学卫星在欧洲的领先地位，第4代SPOT卫星SPOT-6和SPOT-7卫星，分别计划于2012年和2014年发射，寿命预期为十年。 SPOT6和SPOT7结构类似于Pleiades卫星，轨道高度也为694公里，两星位于同一轨道面，相位差为180度，降交点地方时为10:00，具备±30°侧摆能力。卫星全色影像分辨率1.5m，多光谱影像分辨率6m，成像幅宽60km。 1.1法国Pleiades卫星系统 “昴宿星”卫星（Pleiades）是法国在SPOT之后研制部署的又一型号高分辨率卫星。“昴宿星”（Pleiades）星群由Pleiades-1和Pleiades-2组成，Pleiades-1卫星已于2011年12月发射，业已投入运营。 Pleiades是一种便捷、灵巧的高分辨率光学遥感卫星。为了适应对地观测的发展的需要，Pleiades对卫星进行全新的设计，对传感器也进行了较大的调整，一方面继续保持了SPOT系列卫星在波段设置、立体成像、星座运行等方面的特点，另一方面在空间分辨率、观测灵活性以及数据获取模式等方面进行重新设计，使Pleiades卫星成为未来5年内具有较高技术水准和较强竞争力的对地观测遥感卫星。 在卫星的下行数据通道设置方面，Pleiades卫星有3个X波段的下行数据通道，每个通道的传输率为150Mbps，总传输速率为450Mbps。同时，扩大了星上记录仪的容量，达到750Gb，是SP0T-5卫星星上存储容量的8倍，能够保存约250景图像数据。