西威佛斯海洋水色研究计划概述

１９９５年春，美国国家宇航局（ＮＡＳＡ）将发射一颗携带宽视场海洋观测传感器（ＳｅａＷｉＦＳ）的海洋卫星（Ｓｅａｓｔａｒ）．宽视场海洋观测传感器是继工作了七年多，于１９８５年停止发送资料的Ｎｉｍｂｕｓ－７海岸带水色扫描仪（ＣＺＺ）之后的第一个星载海洋水色传感器，不像作为概念验证性实验的海岸带水色扫描仪那样，宽视场海洋观测传感器被设计用来提供充分精确的光合色素浓度资料以进行海洋初级生产力和生物地球化学定量研究［４］。宽视场海洋观测传感器将常规地每二日一次提供全球复盖资料。美国国家宇航局空间科学应用署（ＡＳＳＡ）和哥达德空间飞行中心（ＧＳＦＣ）为了发展、管理海洋水色研究资料系统而制定了宽视场海洋观测传感器计划，这个系统能有效地收集、处理、校正、检验、存档以及发布由宽视场海洋观测传感器接收到的资料。本文主要介绍了宽视场海洋观测传感器计划的目的意义，研究内容以及其他概况［２，３］。     

美国宇航局专用遥感卫星数据产品的存档与分发

在卫星遥感领域,美国宇航局(NASA)除致力于地球观测系统的多传感器、多学科、多门类综合观测地球的计划实施外,还积极推行专用地球探测卫星计划。这些专用遥感卫星是NASA探测地球计划的一个重要组成部分。 1 宽视场海洋观测传感器(Sea WIFS) SeaWIFS的目的是用于全球海洋水色测量,是海岸带水色扫描仪(CZCS)的后续。SeaWIFS将由轨道科学协会(OSC)发射。其数据卖给NASA。     

海洋二所无偿发送卫星观测资料

国家海洋局海洋二所免费接收处理美国水色卫星宽视场海洋水色观测资料(SedWiFS)成功后,开始无偿向国内各有关用户发送资料。此前,在我国第一期美国水色卫星宽视场海洋水色观测资料应用培训班上,该所已向来自中科院、国家教委、中央气象局、水利部、国家海洋局等10个部委局和地     

海洋二所接收处理美国水色卫星资料成功

1998年10月21日,由龚惠兴、童庆禧院士等组成的专家组通过了国家海洋局第二海洋研究所潘德炉研究员领衔,会同国内六家研究单位的专家共同完成的我国免费接收处理美国“海星”号海洋水色卫星宽视场海洋水色观测资料的卫星     

海洋一号D卫星捕捉到南极火山喷发

海洋一号C卫星和D卫星(HY-1C、HY-1D)是我国首次形成的上、下午组网业务化观测的海洋水色卫星,分别于2018年9月7日和2020年6月11日发射。HY-1C和HY-1D卫星均搭载了海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪(CZI)、紫外成像仪、星上定标光谱仪和船舶监测系统,很好地满足了海洋水色水温、海岸带和海洋灾害与环境监测需求,同时可服务于自然资源调查、环境生态、应急减灾、气象、农业和水利等行业。     

近岸水域CZCS的资料分析

Ｎｉｍｂｕｓ－７卫星上的多通道扫描辐射计－海岸带水色扫描仪，被设计用来提供海洋近表层浮游植物素浓度和其他与水色有关现象的资料。由于自然和人为的排放以及由潮流引起的再悬浮沉积的影响，对近岸水域遥感资料的分析存在一定的困难，对于近岸水域应作出慎重的研究，因为此类水域的生物－海洋学状况具有较大变化性。     

我国海洋卫星地面接收站已成功接收、处理和分发美国海洋水色卫星资料

1997年8月1日美国成功地发射Sea Star卫星,该卫星安装了一台宽视场海洋水色观测仪,2～3天覆盖全球一次,波段范围412～865m,分为8个波段,扫描角±58.3°,资料的信噪比高、探测灵敏度好,是当今国际上最先进的海洋可见光遥感器.     

近岸水域CZCS资料分析

Ｎｉｍｂｕｓ－７卫星上的多通道扫描辐射计─━海岸带水色扫描仪（ＣＺＣＳ），被设计用来提供海洋近表层浮游植物色素浓度和其他与水色有关现象（如悬浮沉积物、有机污染等）的资料。由于自然和人为的排放以及由潮流引起的再悬浮沉积物的影响，对近岸水域ＣＺＣＳ遥感资料的分析存在一定的困难，对于近岸水域应作出慎重的研究，因为此类水域的生物－海洋学状况具有较大变化性。计算时必须对每一种情况作出试验，以便找出卫星辐射率测量与浮游植物色素分布，近岸上升流锋，有机污染以及悬浮沉积物之间的关系．本文阐述和讨论了ＣＺＣＳ资料的处理以及估算近岸水域色素和县浮沉积物浓度的算法．     

萤光线成像仪简介

一台新的遥感传感器“萤光线成像仪”[Fluorescence Line Imager(简写FLI)]已由加拿大多伦多MONITEQ有限公司研制成功,并已提供给加拿大海洋渔业部试用。该仪器能使海面叶绿素a自然激励而引起的萤光信号成像,同时也能用于陆地和其他海洋要素的研究,它具有分辨率高、频带宽,光谱信息成像的先进性和应用上的灵活性等优点,是目前世界上对美国发射的雨云-7卫星上携带的海岸带水色扫描仪(CZCS)光谱性能有所改     

海洋遥感应用研究现状及展望

从２０世纪７０年代始至今，海洋遥感经历了从探索实验、实验研究到应用研究和业务使用的过程。１９７０～１９７８年主要利用载人飞船搭载实验和利用气象卫星、陆地卫星探测海洋；１９７８～１９８５年主要是对美国发射的海洋卫星（Ｓｅａｓａｔ）和搭载海岸带水色扫描仪（ＣＺＣＳ）的雨云卫星７号（Ｎｉｍｂｕｓ－７）进行实验研究；１９８５年至今为应用研究和业务使用，期间世界上相继发射了多颗海洋卫星，特别是２０世纪最后５年出现了各国竞相发射海洋水色卫星的热潮，已发射和计划发射的卫星见表ｌ。我国也计划在２００１年发射我国…     

海洋卫星资料的地理定位及相关几何参数算法研究

卫星原始遥感图像的应用都需要几何校正,即对遥感图像中的每个像元点都必须进行地理经纬度的定位、太阳及扫描仪的高度角和方位角的计算.通常由已知足够数量的地面控制点或近似的插值法来实现.对于广阔的海洋,很难找到地面控制点,因此以卫星的轨道参数和扫描仪的视场角等参数为基础,研究一套较完整的地理定位法和相关的几何参数法,大大地简化了现有几何校正的方法.经过美国海岸带水色扫描仪资料(CZCS)、甚高分辨率辐射计(AVHRR)和我国风云一号气象卫星资料(FY-1B)反演验证和局部区域的实际地面点对比表明,地理定位精度——纬度RMS为0.0001°,经度RMS为0.0005°,太阳的高度角和方位角的RMS为0.0007°,完全可以满足气象和海洋等环境卫星及陆地资源卫星MSS等资料几何精校正的要求,同时可作为TMT和SPOT的粗几何校正.该算法不仅适用于升轨的卫星,而且也适用于降轨的卫星,同时还适用于前、后向倾斜和垂直等三种扫描状态的图像.     

世界首颗静止轨道海洋水色卫星应用研究进展

海洋环境参数和赤潮、绿潮等海洋灾害在一天之内会有明显的变化,需要高频率的观测才能满足监测的需求,极轨水色卫星观测频率低,而静止轨道水色卫星在观测频率方面具有绝对优势。2010年韩国发射了世界上第一颗静止轨道海洋水色卫星GOCI(Geostationary Ocean Color Imager),使小时级时间分辨率的水色遥感成为现实,各国科学家围绕该数据迅速开展了大量研究工作。本文首先介绍了GOCI遥感器的主要参数信息及其数据处理软件,然后综述了GOCI自问世至2016年的主要研究进展,涉及卫星数据处理、产品质量评价、海洋环境探测、海洋灾害监测、海洋动力过程探测、大气探测等方面,以期对我国水色遥感特别是静止轨道水色遥感应用研究提供参考。     

一套具有更高时空分辨率的全球海洋叶绿素浓度遥感融合产品数据集

认识海洋在全球碳循环中的作用及其对环境变化的响应，需要高时空分辨率的观测数据。由于轨道宽度、云雨天气、太阳耀斑等的影响，单一的水色传感器的观测能力十分有限，将多源海洋水色卫星进行融合是提高水色数据时空覆盖的一种有效途径。SeaWiFS和MERIS分别于2010年12月11日和2012年5月9日停止运行，在很大程度上降低了水色融合产品时空覆盖的提升。我们在融合过程中加入了FY-3 MERSI数据，生成了全球海洋叶绿素浓度遥感融合产品数据集。数据源包括SeaWiFS、MERIS、MODIS-Aqua、VIIRS和MERSI。结果表明：加入MERSI后，融合产品的日平均有效空间覆盖提高了9%；采样频率（同一区域一年中获取有效数据的次数）由57天/年提高到109天/年。利用实测数据和国外同类融合产品（ESA GlobColour和NASA MEaSUREs）对新的数据集进行了质量评价。与实测数据相比，加入MERSI的融合产品精度与未加入MERSI的融合产品基本一致；与国外同类融合产品的偏差小于10%。新数据集的时间序列特性与未加入MERSI的融合产品以及单传感器的一致。     

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...     

近20年渤海叶绿素a浓度时空变化

浮游植物作为食物链的基础，对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场，该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台，对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并，并研究其时空变化特征。研究表明，近20年来，渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%，且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势；除11月外，其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部，叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。     

一种实用的二类水体Sea WiFS资料大气校正方法

SeaWiFS是美国NASA于1997年8月发射的“海视宽视野传感器”(sea-viewing wide-field-of-viewsensor,简称SeaWiFS[1]),专门用于海洋水色遥感,代表了当今水色遥感的最高水平.SeaWiFS提供了8个波段的辐射值(412,443,490,510,555,670,765,865nm),1～6波段波带宽度为20nm,7和8波段波带宽度为40nm.     

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。     

利用海洋多波段扫描仪航空遥感海面叶绿素浓度的研究

本文首先介绍了由中国科学院上海技术物理研究所最新研制的海洋多波段扫描仪（OMS）的性能和特色，并描述了1999年10月份在黄渤海典型海区进行航空校飞的实验的概况及校飞资料的处理过程。然后，针对不同海区的水色特点，着重探讨了通过最佳通道选择进行假彩色合成叶绿素的定性提取法和模式计算的定量提取法的原理和方法。最后，通过航空校飞、卫星遥感和实测三种准同步资料所得叶绿素浓度空间分布的趋势比较验证了两种叶绿素提取方法和可信度，同时也显示了在OMS基础上所研制的我国第一颗海洋水色卫星水色遥感器的应用前景。     

"海洋一号"(HY-1)卫星数据的海面温度反演

“海洋一号”(HY-1)卫星是我国发射的第一颗探测海洋水色的卫星，星上载有10波段COCTS水色扫描仪和4波段CCD成像仪。本文介绍了利用“海洋一号”(HY-1)卫星数据反演海温的算法模型，对反演过程中用到的云检测方法进行了说明，给出了具体的反演处理过程，对利用本方法反演的海温结果进行了分析。     

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。