海洋遥感数据快速分发与服务技术系统设计与实现

海洋遥感数据快速分发与服务技术系统是针对我国海洋系列卫星数据实时获取和应用中存在的瓶颈问题设计的一套数据共享与服务系统,整个系统覆盖了从多源数据管理、专题产品处理、数据快速分发到数据综合分析应用全业务链条。通过地面专网和宽带卫星通信与北斗短报文的数据发布系统,向用户提供及时的海洋遥感数据服务与技术支撑,解决海洋遥感数据分发的"最后一公里"问题,提高海洋遥感数据的分发和共享服务能力。     

海洋遥感信息时空数据模型的建立

研究了遥感专题信息数据、常规观测信息数据以及地理信息数据.三类数据其来源不同,组织方式不同,存储格式也不同,如何在遥感信息提取平台上综合运用它们进行多维、动态显示与处理,是系统研发的一个瓶颈问题.根据海洋数据特征,建立能够对矢量、栅格以及时间数据综合处理的一体化时空模型,实现其数据结构,并使用"海洋一号"卫星数据进行模型验证.实验结果表明,该数据结构可以满足多源遥感数据的多维动态显示与处理的要求.     

中国海洋大学海洋遥感教育部重点实验室

海洋遥感教育部重点实验室1993年正式建立，实验室主要承担国家级科研项目、政府间国际合作项目以及研究生教育和青年学术带头人培养。设有海洋物理博士点（海洋信息探测与处理）、遥感与GIS博士点以及“长江学者奖励计划”海洋遥感学科特聘教授岗位。在海洋遥感领域进行前沿性基础研究并发展海洋高新探测技术。教授10人，副教授3人，讲师4人，工程师5人，国内外客座教授20人，博士研究生25人。     

海洋遥感观测中的海洋皮层效应

海洋皮层效应是导致航空、航天遥感资料反演真实海洋实况数据存在偏差的重要误差源之一。本文从遥感测量和现场常规测量方法开始，进行了比较分析，并对皮层影响（效应）模式，以及常规与遥感测量数据的不一致性和影响该皮层的物理要素进行了分析，同时，用实验室模拟结果进行了证实。最后，根据海洋皮层的物理特征特性，对现有遥感模式（主要是ＳＳＴ反演模式）提出了改进建议。     

卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收

国家海洋高新技术项目《卫星遥感海冰监测技术研究》课题于２０００年１２月８日通过验收。在多源海冰遥感信息获取、复合分析研究、海冰数值模式与遥感资料结合等方面均取得可喜成果，建立完善了实时接收ＮＯＡＡ／ＧＭＳ微机接收处理及海冰参数分析、雷达卫星／ＳｅａＷｉＦｓ数据显示处理分析、海冰数值预报软件包及海冰数据与图像库。该课题是在国家海洋环境预报中心刘建强研究员主持下完成的。卫星遥感海冰监测技术研究课题通过验收@刘纪元     

MODAS试验数据统计分析

模块化海洋数据同化系统（MODAS）通过同化卫星遥感测得的海面温度和海面高度，产生一种动态气候态，能够更接近地预报出海洋的真实状况。介绍了MODAS基本原理，并选择试验海区，对MODAS数据进行了统计和分析。     

海洋遥感的特点与基础研究

本文评述海洋遥感的特点：动态性，信息对比度小，尺度大，电磁波谱特性与陆地不同。阐述三个方面基础研究：海洋光学研究，     

卫星遥感监测人类活动所致海洋环境污染研究进展

随着沿海地区城市化及工业化快速发展,人类活动对近岸海洋造成了陆源、气源、海源三类源头污染,导致海洋环境质量下降。卫星遥感具有覆盖范围大、快速、准确的监测能力,是全球海洋环境动态监测与评价研究重要手段。从三种海洋环境污染源出发,辨析人类活动造成的不同种类污染及其监测指标,梳理国内外卫星遥感监测相关海洋环境污染研究,检视卫星遥感技术方法在这些海洋环境污染上的应用,发现（1）人类活动造成的海洋环境污染主要是海洋水质污染、海洋垃圾和微塑料、海洋大气污染沉降污染三种类型。（2）水质污染的遥感监测应用有效针对水质环境恶化、灾害的大面积沿海水质环境等常规现场监测方法无法满足的情况,而海洋垃圾与微塑料污染监测方法已经从遥感反演到机器学习,海洋大气污染沉降的遥感监测应用中需要更多大气污染参数以达到精确监测。（3）海洋环境污染卫星遥感监测仍然受到影像数据的分辨率限制,同时受海洋的立体性和流动性影响,因此未来研究应集中于立体化的海洋遥感探测技术,同时利用卫星、航空、船舶、岸基等多源、多时空的监测数据,将光学物理传感器与生物传感器相结合,构建海洋多源监测数据库,为政府及相关商业部门提供即时海洋管理依据,辅助完善海洋文明与海洋空间规划。     

基于遥感的红树林地上生物量估算研究进展

红树林生态系统地上生物量是碳储量评估和气候变化研究必需的基础数据之一，其估算方法是蓝碳研究的热点。遥感以其宏观、综合、动态、快速、可重复等特点，已成为红树林地上生物量估算的主要技术手段。本文综合国内外相关研究进展，分析了光学遥感、微波雷达、激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）数据源在红树林生物量估算的应用现状，以及多源遥感数据融合应用的优势；总结了基于遥感的统计模型、过程模型和间接法3种生物量估算方法的研究现状；从多源遥感数据的融合、发展机器学习算法和遥感过程模型、长时序分析，以及建立红树林地面调查数据集等角度对红树林生物量遥感估算进行展望。     

卫星遥感海冰监测系统在渤海海冰监测中的应用

海冰是渤海冬季常见的一种海洋灾害,对渤海海冰的监测是海洋防灾减灾的重要一环.本文初步分析了卫星遥感监测渤海海冰的能力,介绍了一种结合多遥感卫星数据源的海冰监测系统的搭建方法,该系统实现了从数据输入、预处理直至海冰信息提取、成果输出全过程的处理功能.最后介绍了该系统建成后在2010-2011年冬季渤海海冰监测中的应用情况...     

中国海洋航空高光谱遥感应用研究进展

详述了我国赤潮航空高光谱遥感应用研究的发展现状，对所发展的赤潮发现检测、生物优势种类识别、生物量分布特征提取技术及所建立的赤潮光谱数据库进行了详细介绍。概述了基于高光谱数据的溢油发生检测及面积信息提取、海冰发生检测及密集度信息反演、海岸带典型要素光谱波段敏感性等的研究进展。从遥感平台、成像光谱仪的角度对我国的海洋航空高光谱遥感发展进行了展望，简要介绍了建设中的国内首套适用于海洋环境与灾害快速监测的海洋航空遥感多传感器集成与应用系统。指出发展我国海洋航空高光谱遥感应用研究的3个关键问题：(1)大量获取海洋及海岸带要素的高光谱数据；(2)开展海洋及海岸带要素现场光谱数据的同步测量研究；(3)大力建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库。     

基于案例推理的海洋涡旋特征信息空间相似性研究

目前对海洋涡旋的分析主要采用水团、近海海流分析和数值模拟方法,这些方法结合不同的区域资料已经有过很多成功的研究。但面对日益增长的多源、大面积海洋遥感数据,在快速自动化提取海洋涡旋的空间信息方面还存在很多难题。因此该文针对海洋涡旋空间信息的快速定量分析问题,提出了基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)的海洋涡旋空间相似性研究方法。该方法首先采用多源数据(遥感数据、遥感反演数据、观测数据等)进行历史涡旋案例定量分析,并构建基于CBR的海洋涡旋案例表达模型和历史案例库;继而采用“基于重心矢径的序列分析方法”进行历史涡旋空间相似性分析,并结合典型的海洋涡旋区域给出具体实例。研究结果表明该方法是可行的。     

高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望

在分析高光谱遥感特点的基础上,从其在海洋应用的基础研究和在海洋与海岸带资源环境监测研究2个方面,论述了高光谱遥感在海水叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、污染物和表层水温、海冰、海岸带探测的应用和研究进展,最后本文提出了高光谱遥感在海洋研究中着重发展的几个问题:(1)建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库;(2)开展海洋遥感信息系统建设;(3)开展基于高光谱遥感数据的海洋系统光学特性提取模型的研究;(4)开展基于高光谱遥感数据的海陆系统交互作用的环境效应研究.     

基于遥感数据和表层声速的全海深声速剖面反演

海洋声速剖面严重影响着水下声传播特性,近实时地获取声速剖面对水下声通信、水下定位、鱼群探测等都有重要意义。单经验正交函数回归（single Empirical Orthogonal Function regression,sEOF-r）方法通过建立声速剖面的经验正交系数与海面遥感数据之间的线性回归关系来反演声速剖面。但是,海洋是一个复杂的动力系统,声速与海面遥感数据并不是简单的线性关系,因此,本文基于Argo历史网格数据,通过自组织映射（Self-Organizing Map,SOM）生成海平面高度异常（Sea Level Anomaly,SLA）、海表面温度（Sea Surface Temperature,SST）等海表遥感数据以及表层声速仪测量的表层声速与声速剖面异常之间的非线性映射;然后利用近实时的海表遥感数据和表层声速反演三维海洋声速场。声速剖面反演的结果表明,在多源信息融合的优势下,本文方法的反演性能最稳定且精度最高,声速剖面的平均反演精度比经典sEOF-r方法提高约2 m/s,比未考虑表层声速的经典SOM方法提高约1 m/s。     

支持海洋遥感信息提取技术的可视化建模系统流程设计

根据海洋遥感信息提取可视化建模应用需求,以用户可视化模型建立及流程设计实现为目标,采用统一建模语言UML面向对象分析方法,设计海洋遥感信息提取可视化建模系统软件结构、用户需求用例(use case)结构、类(class)结构及流程图表示法,同时完成流程定义器、流程调度的设计和实现.结果表明,可视化用户建模系统可以使广大海洋用户在使用遥感数据时无须在数据预处理及转换工作上花费较多的时间,也不要学习很多遥感信息处理专业知识即可适应和使用组件式海洋遥感数据处理和信息提取通用软件,并且在该软件平台上进行他们的研究和应用开发工作.     

高光谱海洋遥感影像处理系统集成与应用研究

主要研究了基于多传感器获取的高光谱海洋遥感影像特点，针对我国海域赤潮、溢油、海冰等不同的海洋现象，采用不同的模块存储格式和光谱角信息进行处理，提高了高光谱海洋遥感影像处理的精度和速度；利用VC＋＋动态连接数据库将各模块集合成一有机整体，既保证了各模块处理的特色，又实现了不同格式的快速转换存储，使系统具有了很强的开放性和可扩展性。     

高分六号遥感影像水深反演能力评价

水深是重要的海洋要素,水深遥感反演是获取浅水水深的重要手段。当前水深遥感反 演应用以国外卫星数据为主,国产卫星数据的研究和应用较少。本文针对国产高分六号卫星 （GF-6） 数据,以三亚南山港为研究区域,分别建立单波段回归模型、双波段比值模型、多波段 回归模型,进行多光谱影像的水深反演能力研究,并与国外主流哨兵2 号卫星（Sentinel-2） 数 据进行实验比较。实验结果表明：GF-6 遥感影像具有较好的浅水水深反演能力和一定的反演精度,各波段水深探测能力依次为：绿波段跃蓝波段跃红波段跃近红外波段,反演方法效果依次为：多波段模型跃双波段模型跃单波段模型。相较于Sentinel-2 数据,GF-6 数据水深反演精度与其一致,这表明GF-6 影像具备替代国外遥感数据进行水深反演的能力和大规模应用的潜力。本文针对GF-6 影像水深反演能力的研究方法和分析,结果将为国产高分系列卫星数据的水深反演研究和应用提供有益的参考。     

基于CCMP卫星遥感海面风场数据的渤海风浪模拟研究

CCMP（Cross Calibrated Multi-Platform）风场数据是一种具有较高的时间、空间分辨率和全球海洋覆盖能力的新型卫星遥感资源。在充分分析CCMP海面风场数据可靠性的基础上,以该卫星遥感海面风场数据为强迫输入项,运用第三代浅水波浪模式SWAN对渤海一次风浪过程进行了模拟,将模拟的结果与T/P、Jason卫星高度计观测得到的有效浪高数据进行比较分析,发现两者相关性达到0.78,模拟结果平均偏高0.3 m。试验表明CCMP卫星遥感风场数据能满足海洋浪高预报需求,能在海洋数值预报和海洋环境研究中发挥重要作用。     

海面微波辐射特性测量与分析

在对海面微波辐射特性现场测量和数据处理的基础上,结合对海面微波辐射理论的初步分析,研究了各种环境参数以及辐射计参数与海洋微波谱特性的相关关系,为海洋微波遥感 资料的分析和解译提供了基础数据。测量结果表明了辐射计参数和环境要素对海面微波辐射特性的影响,而这些影响因素在分析、解译遥感资料时是必需考虑的因素。     

定量化条带消除算法应用于成像光谱仪数据的预处理

遥感图像处理中纵向条带消除算法多注重图像的目视效果，大大限制了其应用，特别是在海洋上的应用，通过实验研究，提出使用一种定量化条带消除算法对成像光谱仪的数据进行处理，不仅有效解决了数据中的条带问题，且保持了数据原有的物理意义，更有实用意义。