光谱仪测量离水辐射率的处理方法

本文概述了利用光谱仪在水面之上进行水表光学特性测量的主要方法（水面之上测量法）,以及处理和计算离水辐射率、归一化离水辐射率及遥感反射率等水表光学特性参数的主要方法。对１９９８年在东海３个站点的测量数据进行了处理和分析,并与剖面法计算结果进行了比较。     

基于S2000光谱仪的小型海面高光谱辐射计的研制

将普通的小巧型S2000光谱仪组装改造成用于海面测量的高光谱辐射计,安装在船只等移动平台上进行原位测量,可以获得向下辐照度和向上辐亮度的实验数据.阐述了整体设计思路,说明了其光路结构,光学采集单元分为光谱辐照度光学探头和光谱辐亮度光学探头.叙述了通过机械结构的调整来更准确地测量离水辐亮度,并给出了基于计算机进行显示和存储的编程软件.此系统获得的试验测量结果可以为海洋学研究提供充分的现场光学数据,有一定的实用价值.     

海面光谱辐射计系统研制及遥感反射比的测量

本文报道海面光谱辐射计的研制、定标和海上现场实验测量。运用一个 2 5 6元光电二极管列阵传感器件测量海面离水辐亮度和向下辐照度的光谱分布 ,可计算得出遥感反射比。该仪器所测量的数据可以用于海洋方面相关专业的科学研究 ,并给出海上实验测量数据     

剖面仪/表面仪绝对辐射定标

保证现场测量离水辐射率精度的关键工作之一是现场测量设备进行严格的实验室定标,本文就１９９９年９月进行的一次实验室绝对辐射定标试验,简述辐照度,辐亮度定标的主要方法及数据处理方法。     

海水层辐射校准技术研究

为提高光学资料的利用率，确保光学遥感信息的精确度，必须对卫星获得的资料进行辐射校准，本文着重阐述我们通过在我国典型海区实测获取与卫星同步的海面归一化离水辐射率，对实用的大气模型进行选择及参数修正的研究，对卫星遥感资料获得的海面离水辐射率进行校准，论文给出了研究的一些主要结果。     

叶绿素垂直分布结构对离水辐亮度光谱特性的影响

全球范围的大多数海区,特别是一类海区,生物－光学特性的垂直分布是不均匀的,南海典型的垂直分布结构是在５０～１００ｍ水层存在极大值分布。本文研究了叶绿素垂直分布结构对离水车亮度光谱特性的影响,结果表明受叶绿素垂直分布结构影响的灵敏光谱区是４００～６００ｎｍ。当“本底值”增加时,离水辐亮度明显减小,咀其峰值波长向长波方向移动,“节点”位置也向长波方向移动。当叶绿素峰值深度向表层移动时,离水辐亮度减小。     

船舶含气泡尾迹的光学特性研究

基于充分挖掘卫星遥感应用于海洋监测能力的需求,通过海上试验测量船舶含气泡尾迹海水的物理、光学特征,研究气泡群对不同水体光学特征的影响,例如离水辐亮度、遥感反射率.这些工作可为通过星载光学传感器遥感获取船舶尾迹信息提供理论依据.试验证明在可见光和近红外波段船舶含气泡尾迹相对于背景海水的离水辐亮度、遥感反射率都不同程度地得到了增强,并且在一类水体中含气泡尾迹的光谱后向散射无论是相对增幅还是绝对增幅都要远大于二类水体中的.     

908专项:我国近海海洋光学调查专题

<正>"我国近海海洋光学调查与研究"项目是908专项的重要组成部分。按照国家海洋局水体环境调查的统一部署,获取了我国近海水体的光吸收特性、光散射特性、光离水辐射特性以及相关的环境参数,分析并初步得到我国近海海洋光学的基本分布情况。     

908专项我国近海海洋光学调查与研究

<正>"我国近海海洋光学调查与研究"项目是"中国近海海洋综合调查与评价专项"(908专项)的重要组成部分。按照国家海洋局水体环境调查的统一部署,获取了我国近海水体的光吸收特性、光散射特性、光离水辐射特性以及相关的环境参数,分析并初步得到我国近海海洋光学的基本分布情况。     

水下光谱辐射计光学特性的测试与分析

为适应高精度水下光学测量的需求，设计研制了多通道水下光谱辐射计。该辐射计可同步测量12波段的下行／上行光谱辐照度和7波段的上行光谱辐亮度。对该辐射计的主要性能指标，如余弦响应特性、浸没因子、光谱辐射精度、稳定性和重复性进行了室内测试和分析，用MonteCarlo方法模拟了阴影误差，给出并分析了现场实验数据及部分推导的物理量。结果表明，该光谱辐射计各波段的中心波长和带宽偏差小于1．6nm，稳定性优于5％，阴影误差可控制在5％之内，具有良好的余弦响应特性，满足当前定量化水色遥感现象光辐射测量的技术要求。     

Availability of an equation to evaluate error by optical path discretization in radiative transfer computation based on the successive order of scattering method

The availability of an equation to evaluate the influence of multiple scattering in the single scattering process corresponding to a layer of arbitrary optical thickness was established. In order to confirm the validity of this equation, the radiance distribution in this layer was computed using a plane–parallel layer model based on the successive order of scattering method. The relative errors in a radiance distribution computed were evaluated as a function of optical thickness by the derived equation. It was shown that this equation provides a theoretical background for determining layer thickness using the plane–parallel layer model.     

FY-3D卫星MWHS-2辐射率资料直接同化对台风“米娜”预报的影响*

文章基于天气研究和预报(weather research and forecasting, WRF)模式中的FY-3D卫星微波湿度计Ⅱ(micro-wave humidity sounder 2, MWHS-2)辐射率资料的直接同化模块, 采用三维变分(three dimensional variation, 3DVar)方法在晴空条件下同化MWHS-2辐射率资料, 考察MWHS-2辐射率资料同化对台风“米娜”(2019)预报的影响。文中设计了4组试验, 第一组试验不同化任何资料, 第二组试验同化了单独的全球通信系统(global telecommunications system, GTS)常规资料, 第三组试验联合同化了GTS常规资料和MWHS-2辐射率资料, 第四组试验将MWHS-2辐射率资料换成先进技术微波探测计(advanced technology microwave sounder, ATMS)辐射率资料同化。研究结果表明: 偏差订正后各通道观测和背景场差值的均值趋于0, 同化后分析场相对观测的标准差与均方根误差较背景场显著减小, 同化过程是有效的。与仅同化GTS常规资料和同化ATMS资料的试验相比, 同化晴空MWHS-2辐射率资料后的增量场在台风中心附近有负的高度增量和正的温度增量, 从动力与热力上有助于台风的维持。在确定性预报最后的12h, 同化晴空MWHS-2辐射率资料的试验能够改进500hPa环流形势的模拟, 加强西南方向引导气流的强度, 从而最终减小台风路径预报的误差。     

二类水体的MODIS数据大气校正及在渤海表层水体叶绿素浓度监测反演中的应用研究

提出一种适用于中国近岸二类水体的大气校正方法,解决了水色遥感软件SEADAS由于无法计算近岸的二类水体离水辐射率而简单地将其设为0的问题。应用该方法计算出的离水辐射率反演了渤海表层水体的叶绿素浓度,并选取近岸同期监测点的实测值对反演结果进行验证。通过对比反演值与实测值,多数相对误差值均较小于10%,证明了反演结果较为准确,同时反演的叶绿素浓度的空间分布也符合冬季渤海的水团和环流状况。这说明应用改进后的大气校正方法能够很好地用于渤海表层水体的叶绿素浓度反演。     

由现场离水辐亮度估算黄海透明度几种方法的比较

本文根据黄海现场离水辐亮度及遥感反射比,采用４种统计算法估算海水透明度（Ｓｅｃｃｈｉ　Ｄｉｓｃ　Ｄｅｐｔｈ）。前２种算法中海水透明度作为因变量,两不同波段辐亮度之比及两辐亮度之和与第三者之比分别作为自变量,进行一元回归分析,前者相关系数ｒ２为０．９３３５。后者相关系数ｒ２为０．９４８３。第３种算法中,所有波段的遥感反射比做因子分析形成的主因子作为自变量,透明度作为因变量进行多元回归分析,子样全相关系数ｒ２为０．９６４９。第４种算法中,遥感反射比作为自变量,透明度作为因变量进行逐步回归分析,复相关系数ｒ２为０．９８１５。计算结果表明,多元统计分析的估算精度高于一元回归分析。     

由TSRB辐射计数据估算海面离水辐亮度的经验方法

为建立基于经验统计的TSRB辐射计数据估算离水辐亮度的方法,利用SeaBASS数据库中640多个现场测量的辐亮度和辐照度光谱剖面数据,建立向上辐亮度衰减系数K_(lu)的经验算法.此算法为幂指数形式,输入变量为水下0.65 m的向上辐亮度(490 nm)与海面上向下的辐照度(555 nm或665 nm)之比(即为TSRB直接测量的两个参数).当水体较清时,输入为蓝绿波段之比,当水混浊时,采用蓝红波段之比.获得了K_(lu)后,海面以上的辐亮度(离水辐亮度)由z=0.65 m处的辐亮度外推获得.初步的检验结果表明,该方法对一类和二类水域都有很好性能,且算法实现简单,运行速度快.     

Analysis of ocean color spectra (II)

A method for evaluating the radiance due to sky light reflected by the sea surface and radiance emerging from the sea is described. The calculation is made as a function of the sun altitude, sky condition and sea state for varying optical properties of sea water. As a result of the contribution of reflected sky light, the shape of the spectral distribution for radiance just below the surface is considerably distorted above the surface, especially when chlorophyll concentrations are high. Special attention is paid to the ratio of radiance emerging from the sea to total upwelling radiance at the wavelength of 670 nrn. The variation in the ratio with wind-speed is small and the ratio decreases with increase in the atomospheric turbidity factor.     

MODIS辅助的北京一号卫星影像近海Ⅱ类水体大气校正

利用空间分辨率为500 m的MODIS 1B数据及有关MODIS数据产品计算其近红外波段的气溶胶辐亮度,由此外推北京一号卫星多光谱影像各波段的气溶胶辐亮度,以实现对该影像的大气校正,取得了良好的效果.该方法克服了传统大气校正方法依赖于现场测量大气参数的缺陷,拓展了非水色传感器在水体监测领域的应用前景.