卫星海洋水色遥感的辐射模式研究

海洋水体向上的辐射由水中多种成分的浓度所决定，同时辐射的强度十分微弱并随着时间和空间在变化。因此，海洋水色遥感需要从水体和大气辐射传递机理出发，研究到达卫星遥感器的辐射模式，以达到模拟仿真卫星水色遥感图像和卫星图像质量预测的目的。本研究通过叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质等海洋水色的主要因子，分别从可见光波段和荧光波段对辐射的贡献出发，发展了海洋水体离水辐射率模式。在卫星水色遥感机理的基础上，同时运用Iqbal，Gordon和Sturm等的大气程辐射模式和太阳耀光模式，使卫星海洋水色遥感的辐射模式系统化，模拟仿真了我国1990年9月3日发射的FYIB卫星两个海洋水色通道的全轨道辐射图像，同时利用从德国柏林大学气象中心接收到的1990年9月23－25日卫星图像进行验证。结果认为，本文所发展的模式可应用于卫星图像质量的预测和水色信息的提取。     

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权

我国获得美国海星号卫星资料免费接收权海洋水色遥感是利用航天或航空传感器上对海洋水色敏感的电磁波来监测海水叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度以及海水污染浓度等海洋水色因子，用以评估海洋初级生产力、河口海岸泥沙运输量及过程、海水有害物质含量以及污染源和污染范围，进...     

海水光谱模拟及其在黄色物质遥感反演中的应用

以海洋水色因子(悬浮泥沙、叶绿素、黄色物质)浓度的大量实测资料为主要输入，对水体光谱反射率进行模拟(正演)，进而分析黄色物质浓度与模拟光谱资料的关系，确定提取黄色物质浓度信息的最佳波段组合，并以此波段组合建立黄色物质浓度信息提取模式(反演)。对模拟光谱资料与卫星遥感光谱资料的关系进行了推导，将反演模式应用于卫星遥感资料，并利用SeaWiFS资料提取珠江口水域黄色物质浓度信息，初步实现了海水黄色物质浓度的卫星遥感信息提取。     

海洋水色遥感资料红光波段的大气纠正

通常的大气纠正方法不考虑对红光波段进行大气纠正,文章在阐述海洋水色遥感资料大气纠正基本原理和方法的基础上,提出了简单可行的方法,对红光波段与其它波段一同进行大气纠正,并用C语言完成了该纠正方法的程序编制和调试,使海洋水色遥感资料的大气纠正更加完善,有利于更好地对近岸海区开展海洋水色遥感应用研究。     

海洋水色遥感资料红光波段的大气纠正

通常的大气纠正方法不考虑对红光波段进行大气纠正,章在阐述海洋水色遥感资料大气纠正基本原理和方法的基础上,提出了简单可行的方法,对红光波段与其它波段一同进行大气纠正,并用Ｃ语言完成了该纠正方法的程序编制和调试,使海洋水色遥感资料的大气纠正更加完善,有利于更好地对近岸海区开展海洋水色遥感应用研究。     

当前卫星海洋遥感的特点和发展态势

当前,世界上的主要航天国家已开始进行不同类型的海洋遥感卫星的系列发射,包括以光学遥感为主的海洋水色卫星,以微波遥感为主的海洋动力要素(如海浪、海面风、海面粗糙度、海平面高度、大洋潮汐等)环境卫星等。在遥感规划、遥感器研制、海洋遥感信息提取以及数据处理等方面呈现出了如下的特点和发展态势: 1.长期规划,超前研制,保持良好的技术     

海洋水色遥感及Landsat—5TM数据在海南岛东部海域水色分析中的应用

海洋水色反映了水中物质的不同含量，卫星遥感技术的发展使得应用可见光传感器监测大范围海洋水色的变化成为可能，而且由于影响水色的主要物质：叶绿素、悬浮泥沙、黄色物质等在估算初级生产力、泥沙迁移、海洋水质的重要作用，水色遥感已越来越为国内外海洋学家所关注。本文在叙述海洋水色遥感的基本原理，发展概况之后，介绍了应用陆地卫星Ｌａｎｄｓａｔ的专题绘图仪ＴＭ数据对海南海域进行水色遥感的工作，包括现场数据采集，卫     

中日韩海洋水色卫星计划对比分析

21世纪以来,围绕海洋资源开发、海洋环境安全和海洋权益维护,国际上开展了新一轮的海洋竞争,所有这些竞争都离不开对海洋环境的认知,卫星海洋遥感作为世界各国提升海洋环境认知能力的重要高新技术手段,日益得到各国的重视。海洋水色卫星遥感是重要的海洋探测技术,它通过卫星平台上的探测器对海洋表面的水色进行探测,反演出海洋水体中的叶绿素浓度、泥沙含量及黄色物质浓度,进而得到其他相关信息。文章在概要介绍中日韩三国海洋水色卫星发展历程及性能的基础上,对中日韩三国的海洋水色卫星计划及其应用进行了初步的对比分析,基于参考文献对其异同点进行了阐述与评价,从发展思路与发展方式等角度提出了针对我国未来海洋水色卫星计划发展的建议与启示。     

中国海洋水色遥感器瑞利散射定标研究

水色遥感是海洋环境监测的主要技术手段之一.对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间的定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品.以我国“HY-1B”卫星水色遥感器为研究对象,开展了基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法研究,利用通过对SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据2010年12月份选定的4个区域定标结果得到不同海区/不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9％～2.1％的范围内,因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.09％.     

遥感海洋初级生产力的生物—地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

On the coccolithophorid bloom as a factor of the seasonal variability of the chlorophyll “a” in the Black Sea

Based on the comparative analysis of the characteristics of the early summer maxima of the normalized radiance from the satellite ocean color data, the seasonal trend of the concentration of the chlorophyll “a,” and the species composition of the phytoplankton from determinations in water samples from the Black Sea, it is concluded that the summer chlorophyll maximum is due to the coccolithophorid bloom occurring from late May to mid June in the Black Sea basin.     

HY-1C卫星海岸带成像仪叶绿素a浓度反演研究

叶绿素a作为最重要的水质参数之一,是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C卫星CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演,与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证,应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明,叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.774 3,平均相对误差为24.58%,利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证,相关系数达到0.993 9,平均相对误差为18.49%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减,峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。     

Progress in the application of ocean color remote sensing in China

After many years＇ endeavor of research and application practice, the ocean color remote sensing in China has been growing into a new technique with valuable practicality from its initiate stage of trial research. With the aim of operational service, several kinds of ocean color remote sensing application systems have been developed and realized the long-term marine environmental monitoring utilizing the real-time or near real-time satellite and airborne remote sensing data. New progresses in the technology and application of ocean color remote sensing in China are described, including the research of key techniques and the development of various application systems. Meanwhile, according to the application status and demand, the prospective development of Chinese ocean color remote sensing is brought forward. With Chinese second ocean color satellite （ HY-1 B） orbiting on 11 April 2007 and the development of airborne ocean color remote sensing system for Chinese surveillance planes, great strides will take place in Chinese ocean color remote sensing application with the unique function in marine monitoring, resources management and national security, etc.     

气溶胶光学厚度的时空变化

在大气中气溶胶微粒是一种重要的大气微量成分。气溶胶光学厚度也是大气校正所需的重要大气参数，同时也是海洋水色卫星主要的数据产品。由于气溶胶光学厚度的时空变化较大，所以如何准确获取大气校正和卫星数据产品真实性检验所需的气溶胶光学厚度则是至关重要的。在简述气溶胶光学性质的基础上，并结合2002年6月HY—1南海实验数据来阐述现场气溶胶光学厚度的准确获取。     

南黄海陆架沉积物颜色反射率的初步研究

利用Minolta CM-2002光谱光度计,对南黄海陆架136个短柱样20~25 cm段的沉积物进行了颜色反射率数据测量。描述了8个应用较广的光性参数在研究区的分布并进行聚类分区,给出了部分各区沉积物的颜色反射率数据。结合同一样品的粒度、化学元素、磁化率等资料的初步分析,结果表明,a*,a*/b*,反射率re555nm和re675nm的一阶导数对沉积物氧化还原的相对强度和物质来源相对敏感,地质意义较为明确,并可判明研究区的3种物质来源及方向,即长江口方向、现代黄河物质来源以及研究区东南方向的生物物质来源。     

渤海海温与叶绿素季节空间变化特征分析

以2003年MODIS数据为数据源，在图像处理、空间插值的基础上作海温与叶绿素浓度的空间相关分析。结果表明，整个海域的叶绿素浓度和海温的分布具有明显的区域和季节变化特征。基本规律是叶绿素浓度从近岸向渤海中央递减；温度则随季节发生变化，随着温度升高，近海叶绿素浓度增高，而渤海中央区域叶绿素浓度降低。渤海叶绿素浓度的分布与河口径流、季节等因素有关。从空间关系看，海温与叶绿素浓度不存在很明显的空间分布相关性，但不同季节有不同的相关性。上述研究可用于估算海洋初级生产力。     

利用经验正交函数数据插值法重构东中国海叶绿素a质量浓度场

利用经验正交函数数据插值法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions)重构由MODIS-Aqua卫星提供的三级产品叶绿素a质量浓度,得到了从2003—2009年东中国海叶绿素a质量浓度的月平均场。东中国海近岸叶绿素a质量浓度7 a平均值明显高于外海。对叶绿素a质量浓度季节平均场进行分析研究表明,东中国海叶绿素a质量浓度主要受长江径流、海表水温和季风的影响。对叶绿素a质量浓度异常场进行EOF分析表明,第一模态方差贡献为37.8％,空间分布显示,在长江口东北部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间变化以半年和半年以下周期为主;第二模态方差贡献为21.4％,空间分布显示,在长江口东部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间系数主要表现为年际变化。     

渤海湾海水光谱特性的数值分析

自然界各种物体，都有表征其自然属性的光谱特性。地物的光谱特性是遥感图象定性判读的依据之一，它作为一种遥感信息也直接用于定量测定和制图。 海水中悬浮物质的数量和性质影响海水的颜色和海水的光谱特性。反之，根据海水的光谱特性可以测定水中悬浮物质的数量和性质。1974年， S. D. Duntley首先从海洋叶绿素的光谱效应，提出根据海水的光谱反射率曲线，用卫星传感器测定水中叶绿素a 浓度的理论。1978年， R. W. Johnson 建立了航空遥感的光谱数据与沿岸带海洋叶绿素a 浓度之间的数学关系，并绘制了叶绿素a的分布图。1979年， R. W. Johnson建立了光谱数据与悬浮泥沙含量之间的数学关系，并绘制了悬浮泥沙的定量分布图，等等。本文的目的即是要建立一种方法，用国产101W光谱辐射计记录的遥感数据，计算海域悬浮泥沙、叶绿素a 浓度、水色等水质参数。 1980年5月16日至19日，由中国科学院组织，有中国科学院海洋研究所、国家海洋局第一海洋研究所、第二海洋研究所、交通部天津水运科学研究所、水利部天津水利科学研究所等单位参加，在天津塘沽的海河和蓟运河口进行津、渤地区第一次环境污染航空遥感监测联合试验。在此次试验中用机载101W光谱辐射计记录海水的光谱辐射曲线，作者以此计算海水的光谱反射率曲线，用逐次回归分析法建立海洋实测数据(悬浮泥沙、叶绿素a浓度、水色等)与海水光谱反射率数据之间的数学关系。实验基本是成功的，由回归方程计算的结果与海洋实测数据之间的相关系数约为0.7。如果对研究海域的每一个子域的辐射值作光谱扫瞄，作出定量的分布图也是可行的。     

Improved Chlorophyll-a Algorithm for the Satellite Ocean Color Data in the Northern Bering Sea and Southern Chukchi Sea

The Bering and Chukchi seas are an important conduit to the Arctic Ocean and are reported to be one of the most productive regions in the world’s oceans in terms of high primary productivity that sustains large numbers of fishes, marine mammals, and sea birds as well as benthic animals. Climate-induced changes in primary production and production at higher trophic levels also have been observed in the northern Bering and Chukchi seas. Satellite ocean color observations could enable the monitoring of relatively long term patterns in chlorophyll-a (Chl-a) concentrations that would serve as an indicator of phytoplankton biomass. The performance of existing global and regional Chl-a algorithms for satellite ocean color data was investigated in the northeastern Bering Sea and southern Chukchi Sea using in situ optical measurements from the Healy 2007 cruise. The model-derived Chl-a data using the previous Chl-a algorithms present striking uncertainties regarding Chl-a concentrations – for example, overestimation in lower Chl-a concentrations or systematic overestimation in the northeastern Bering Sea and southern Chukchi Sea. Accordingly, a simple two band ratio (R_rs(443)/R_rs(555)) algorithm of Chl-a for the satellite ocean color data was devised for the northeastern Bering Sea and southern Chukchi Sea. The MODIS-derived Chl-a data from July 2002 to December 2014 were produced using the new Chl-a algorithm to investigate the seasonal and interannual variations of Chl-a in the northern Bering Sea and the southern Chukchi Sea. The seasonal distribution of Chl-a shows that the highest (spring bloom) Chl-a concentrations are in May and the lowest are in July in the overall area. Chl-a concentrations relatively decreased in June, particularly in the open ocean waters of the Bering Sea. The Chl-a concentrations start to increase again in August and become quite high in September. In October, Chl-a concentrations decreased in the western area of the Study area and the Alaskan coastal waters. Strong interannual variations are shown in Chl-a concentrations in all areas. There is a slightly increasing trend in Chl-a concentrations in the northern Bering Strait (SECS). This increasing trend may be related to recent increases in the extent and duration of open waters due to the early break up of sea ice and the late formation of sea ice in the Chukchi Sea.     

遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。